Мумии, неандерталци и хора, о, мои

2023 Автор: Agatha Gilson | [email protected]. Последно модифициран: 2023-08-25 04:57

Нападатели на египетските пирамиди

Ерик Дж. Топол, д.м.: Аз съм Ерик Топол, главен редактор на Medscape, разговаряйки със Свант Пеабо, който е ръководител на отдела по генетика в Института Макс Планк в Лайпциг, Германия. Той е пионер, основната сила, която се опитва да разбере геномиката на неандерталците в човешката еволюция. Д-р Паабо е във всички отношения един от най-очарователните хора в медицината. Сванте, първо бих искал да обсъдя интереса ви към проследяването на биологията на човешкия произход. Как попаднахте в това?

Svante E. Pääbo, PhD: Подобно на много деца и аз бях очарован от древен Египет и си представях, че съм Индиана Джоунс и открих пирамиди и мумии. В университета трябваше да науча много древноегипетски глаголни форми и йероглифи и неща. Тогава не знаех какво да правя, затова завърших в медицинско училище и изучавах молекулярна биология. По онова време клонирането на ДНК беше ново и възможно и започнах да мисля дали мога да извлека ДНК от мумиите от древните Египет. Започна като хоби проект.

Д-р Топол: Вашата книга „неандерталският човек: в търсене на изгубени геноми“(Основни книги, 2014 г.) е завладяваща. Писахте за това как майка ви ви отведе в Египет като тийнейджър.

Д-р Паабо: Това пътуване с майка ми до Египет беше това, което ме убеди, че древният Египет е това, което искам да уча.

Д-р Топол: Случва се да имате малко наука в гените си, баща ви е Нобелов лауреат, а майка ви - биохимик. Преведете ни как започнахте да вземате проби и да правите секвениране на място, което никой преди не е бил.

Д-р Паабо: Започнах с египетските мумии, работех в лабораторната си пейка като всички останали студенти и получих някои последователности от ДНК от тях. Те също бяха публикувани. Назад разбрах, че всичко е потвърждение на ДНК от мен. Стана ясно, че праховата частица в една стая е до голяма степен фрагменти от кожата от хора и една прашинка може да съдържа много повече ДНК от половината грам кост, от която се опитвах да я извлека. Това постепенно стана ясно.

Преместих се от работата с древни човешки останки към изчезнали животни, защото ако изучаваш мамути и откриеш нещо подобно на слон, което не е идентично със слоновете, можеш да бъдеш доста сигурен, че имаш правилната последователност на ДНК. През много години разработвах техниките, използвайки изчезнали животни. Едва тогава (10-15 години по-късно) се върнахме да изучаваме древни хора, по-специално неандерталците.

Нарушаване на неандерталския кодекс

Д-р Топол: Тогава сте го ударили голямо. Успяхте да преодолеете проблемите със замърсяването. Какъв беше първият пробив с неандерталеца?

Д-р Паабо: Първо проучихме митохондриалната ДНК, която се наследява по майчина линия и която има предимството, че всяка клетка съдържа стотици или дори хиляди копия. Има много по-голям шанс някои фрагменти от митохондриалната ДНК да оцелеят хиляди години. Тогава през 1997 г. в определено парче от ядрения геном успяхме да реконструираме част от митохондриалния геном на неандерталците. Установихме, че е доста различен от митохондриалните геноми на съвременните хора.

Д-р Топол: Вие сравнявате митохондриалната ДНК на неандерталците с тази на хората?

Д-р Паабо: Успяхме да реконструираме парче от митохондриалния геном и открихме, че то е доста различно от това на съвременните хора. Всички митохондриални геноми на съвременните хора се връщат към прародител преди 100 000 и 200 000 години. Това се върна около половин милион години. Това беше първото парче ДНК от всеки изчезнал човек, което всъщност беше секвенирано. Не дава никакви индикации, че става дума за някакво специално смесване между неандерталци и други хора, но ни даде оценка кога хората са имали общо потекло преди повече от половин милион години.

Мисля, че съпругът ми е неандерталец

Д-р Топол: Кога започнахте да осъзнавате, че наистина е имало смесване на неандерталци и хора?

Д-р Паабо: Това е дебат, тъй като експертите по пещерата и палеонтологията изградиха кариерата си, спорейки за едно или друго. През 2005 г. имахме голям късмет, че успяхме да убедим финансиращите агенции в Германия, че човек би могъл да реконструира голяма част от неандерталския геном, ако ни позволи да развием техниките и да ги приложим в голям мащаб. Направихме това и през 2010 г. направихме първия преглед на генома на неандерталеца. Тогава за моя изненада установихме, че неандерталците споделят повече митохондриална ДНК с европейци, отколкото с африканци, и тъй като в Африка никога не е имало неандерталци, това предполага смесване на генен поток между неандерталците и предците на европейците. Още по-изненадващо за мен беше, че открихме една и съща ситуация в Китай и в Тихия океан - всъщност при всеки човек, чиито корени бяха извън Африка. Помислихме много за това и се опитахме да изключим всякакви предубеждения в данните и да разгледаме други обяснения.

Измислихме модел на това, което се случи, когато съвременните хора излязоха от Африка: Минаха покрай Близкия изток, където се срещнаха с неандерталците, а след това се смесиха с неандерталците. Тези хора тогава са били предци на всички извън Африка. Те пренесоха този неандерталски компонент със себе си в останалия свят до степен, че някъде между 1% и 2% от вашия геном (ако корените ви са извън Африка) идва от неандерталците.

Д-р Топол: Има много шеги от вашите открития, че някои хора имат повече неандерталски геном от други. Разказахте днес голяма шега във „Бъдещето на геномната медицина“за мъжете и жените; можеш ли да преразкажеш това?

Д-р Паабо: Когато нашата хартия излезе, бяхме изумени от това колко голям интерес имаше сред широката общественост и колко хора започнаха да ни пишат, самоопределяйки се като неандерталци и предлагайки да ни изпратят кръвни проби. Тогава забелязах друг модел. Респондентите бяха главно мъже, които се самоопределиха като неандерталци, но много малко жени. След като представих това на моята изследователска група (които са особено критични към всичко), те казаха, че това е просто предубеждение в моите данни. Казаха, че мъжете се интересуват повече от генетика и затова те пишат по-често от жените, но аз се върнах и установих, че това не е така, защото много жени са ми писали, за да кажат, че са женени за неандерталци, докато обратното почти изобщо не се случва. Това говори нещо за нашите представи за това как може да се държат неандерталците и че това поведение може да е дори леко привлекателно при мъжете, но не толкова при жените.

Ако дадете на мишката мутация …

Д-р Топол: Това е страхотна история. Направихте откритие за FOXP2, който е важен ген за човешката реч. Можете ли да ни кажете за това?

Д-р Паабо: FOXP2 е ген, който кодира транскрипционен фактор. Когато едно копие се загуби при съвременните хора, те имат доста специфичен проблем с речта и езика. Това го прави много интересен по отношение на мисленето за произхода на езика и речта. Открихме, че протеинът, кодиран там, има две аминокиселинни разлики от този на другите примати. Хората имат две специфични промени на аминокиселини в иначе много запазен протеин.

Ние разработихме тези промени на аминокиселините в трансгенна мишка. Вече имаме мишка, която по същество от собствения си FOXP2 прави човешки протеин. Удивително е, че едно от първите неща, които открихме, е, че всъщност вокализира малко по-различно; има по-дълбок глас. Можете също да видите разлики в невроните в определени части на мозъка - те имат по-дълги дендрити и различни електрофизиологични свойства. Само миналата година хората от Масачузетския технологичен институт, които са работили с нашите мишки, откриха, че тези мишки дори научиха някои двигателни задачи по-бързо от техните иначе типични сметища, особено при автоматизирането на техните движения. Много е изкушаващо да се спекулира, че това има общо с научаването на артикулацията. Това е може би най-сложната координация на мускулните движения, която правим като вид.

Д-р Топол: Това е изключително. По време на презентацията си споменахте, че създавате генома на неандерталеца отворен за изследователската общност, което е фантастично, защото не е било толкова подкрепено с други средства. Ще можем да научим повече за запазените гени и вариации от това отношение на човека към неандерталеца и други Hominidae. Мислите ли, че това ще ни помогне да разберем болести, които все още не сме пробили?

Д-р Паабо: Две неща, които научихме от неандерталците, са много интересни. Единият е, че понякога те са допринесли за разлика от съвременните хора, които могат да бъдат както защитни срещу болести, така и да причиняват заболявания. За диабет тип 2 например наскоро беше открит риск при азиатците и коренните американци, който идва от неандерталците. Също така е много интересно да разгледаме генома, където статистически бихме очаквали да намерим фрагменти от неандерталеца, но не го правим.

В бъдеще би било интересно да се проучат причините за това. Много хора спекулират, че заболяване като аутизъм може да засегне нещо много специфично за съвременните хора: нашата хиперсоциалност, как се поставяме в шоута на други хора, манипулираме съзнанието и мненията на други хора, започваме да лъжем, да влизаме в политика и т.н. Възможно е това да е допълнителен път към някои от тези черти.

Д-р Топол: Това е един изключителен път напред по отношение на това, което можем да научим. Имате забележителна упоритост и упоритост да продължите полето напред, след като сте се сблъскали с първоначалните проблеми на замърсяването. Сега имате визия, че това може да доведе до допълнителни важни знания. Какви са следващите ви стъпки?

Д-р Пябо: Ще вземем две направления. Единият е да се проучат всички неандерталски геноми и да се върнем назад във времето към неандерталците и съвременните човешки предци. Ще започнем да получаваме първите последователности на ДНК от преди 400 000 години, почти 10 пъти по-стари от неандерталците, които изследвахме. Вероятно е някакъв предшественик на неандерталците в Испания. Другата посока е да изследваме функцията на тези части на генома и промените, уникални за съвременните хора, които не споделяме с неандерталците като най-близките си роднини, и да се съсредоточим върху това от генетична гледна точка и да ни определим като група и като вид по отношение на всички други организми.

Д-р Топол: Вече научихме много от вас и всички ваши колеги от Института Макс Планк и знам, че ще продължим да го правим. Явно сте задали път, който определя един от най-интересните хора в медицината и науката, затова сме ви благодарни, че се присъединихте към нас в този сегмент „Един на един“в Medscape.