Вслед за Эйнштейном
Газета Ведомости Законодательного Собрания Новосибирской области №14 (1393) от 20 марта 2015 г.
О чём пишут сибирские учёные на страницах мировых научных журналов, рассказали нам авторы этих публикаций.
Псы и волки
"Авторы исследования полностью расшифровали митохондриальные геномы ископаемых останков 18 представителей семейства псовых из Нового и Старого Света и современных собак и волков. Вывод: древняя, ныне вымершая популяция волков из Центральной Европы — прямой предок домашних собак", — рассказывает доктор биологических наук Александр Графодатский, заведующий отделом Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН. Среди 31 фамилии, которыми подписана статья, трое новосибирцев: сам Александр Сергеевич, Анна Дружкова, аспирантка того же института, а ныне кандидат наук, и Николай Оводов, старший научный сотрудник Института археологии и этнографии СО РАН. Science опубликовал эту статью в 2013 году.
Если перевести с научного, то благодаря черепу собаки, найденному в алтайской пещере Разбойничья двадцать пять лет назад новосибирским археологом Николаем Оводовым, выяснилось, что все домашние собаки в мире происходят от вымерших волков, живших в Европе — и африканские бассенджи, и австралийские динго.
"По размерам это был не очень крупный волк, похожий на современную скандинавскую лайку. Какого цвета? Пока не знаем", — смеётся Александр Сергеевич. "Пока не знают" учёные потому, что расшифровали лишь митохондриальную ДНК, которая содержит краткую информацию об организме. Узнать всё остальное можно, секвенировав ядерную ДНК. "Это намного дороже и дольше. Разница? Ну, как между тем, чтобы прочесть три слова на заборе или Библию", — объясняет учёный.
Алтайскую находку, которая оказалась частью самой древней собаки в мире, чьи гены смогли расшифровать учёные, сравнили с семнадцатью геномами других древних собак. Находки из Бельгии, Аляски, Швейцарии, Саудовской Аравии, Ирана, Финляндии, Японии, Аргентины, Италии, Польши сопоставили с геномами современных собак и волков, а также между собой. Получилась большая собачья родословная. Она подтвердила версию о том, что именно собаки были нашими первыми домашними животными. Их доместикация началась на 10—20 тысяч лет раньше остальных домашних животных.
"Наши данные подтвердили и версию, что одомашнились собаки, сопровождая племена охотников-собирателей. Эта древняя человеческая цивилизация следовала за уходящим на Север ледником", — рассказывает Графодатский. Впрочем, уточняет он, остались и убеждённые сторонники предположения, что домашними псы стали, бродя вокруг становищ оседлой части человечества и питаясь отбросами. "Однако доказать это сложно — даже если когда-то найдут останки древних собак Индокитая и Южного Китая. Дело в том, что сделать их геномный анализ, скорее всего, не удастся. В том климате древняя ДНК не сохраняется", — объясняет наш собеседник. Он считает, что центров одомашнивания собак было несколько, и вторая версия тоже имеет право на существование. Но вряд ли доказуема.
Кстати, именно уникальный климат Алтая, что идеально сохраняет ДНК на протяжении тысячелетий, позволяет совершать открытия, которые порой переворачивают научные представления о том, как устроен мир. Напомним о денисовском человеке, что в том или ином качестве ежегодно оказывается на страницах того же Nature.
Сокол – брат попугая
Птицы заняли практически весь 346-й номер Science в 2014 году. Ученица и сотрудница Александра Графодатского Полина Перельман приняла участие в масштабнейшем проекте, когда были секвенированы геномы 48 видов птиц. Здесь учёные расшифровали уже не митохондриальную, а ядерную ДНК, сравнив между собой геномы всех основных групп.
Секвенировали ДНК в Пекинском геномном институте — огромной организации, которая находится, несмотря на название, не в Пекине, а рядом с Гонконгом. "Центр основал “Генри” Янг. Зовут его Хуанминг Янг, а “Генри” — это прозвище, так как он начинал свои первые работы в гараже, как и основатель американского автогиганта — Генри Форд. Затем китайское правительство вложило в создание геномного института миллиарды долларов, и теперь секвенировать учёные мира предпочитают там — это быстрее и дешевле. В России пока покупка секвенатора — это событие. В Пекинском геномном институте их сотни", — рассказал об изнанке подготовки публикации Александр Графодатский. Институты выделили образцы ДНК для расшифровки и описали их. После секвенирования подготовленных образцов международная группа биоинформатиков свела данные.
"В результате расшифровки мы получили множество обрывков обширного генетического текста. Биоинформатики составили из них некий словарь, обращаясь к которому теперь мы можем получать информацию", — объясняет Александр Сергеевич.
Например, учёные выяснили, что хищные птицы не родственны между собой, как до сих пор считалось. "Сокол и орёл — не родственники, а сокол и попугай — да. Теперь мы знаем группы генов, которые отвечают за адаптацию пингвинов к холоду, мы знаем, что петь и плавать в разных группах птицы начинали независимо друг от друга. Знаем, что набор генов для пения у каждого птичьего вида свой", — продолжает Графодатский.
Удивительно, что птичий геном оказался принципиально отличен от генома млекопитающих: "Такое ощущение, что для того, чтобы полететь, птицы “сделали” легче даже собственную ДНК", — поражает наше воображение Александр Сергеевич. "Если в геноме млекопитающих есть повторяющиеся куски, есть группы в ДНК, которые непонятно за что отвечают, то в геноме птиц — одна голая информация. Птичье ДНК меньше, чем у млекопитающих в 2—3 раза", — уточняет он.
Елена Емельянова
Фото Валерия Панова