Андрей Шляхов - Генетика на пальцах

Нет, вы только подумайте – возрастом до полутора миллионов лет! В качестве материала годится все: и мумия фараона, и осколок кости неандертальца, и шерсть мамонта. Разумеется, за столь долгий период молекулы ДНК могут распасться на отдельные фрагменты и смешаться с ДНК микроорганизмов. Может произойти химическая модификация каких-то фрагментов молекулы… Время делает свое дело, и с этим ничего поделать невозможно. Но можно восстановить молекулу или фрагмент, очистить от примесей, «растиражировать» и исследовать.

К слову – об отпечатках пальцев. Эти отпечатки представляют собой следы кожного сала и пота, выделяемых железами, находящимися в коже. Из этих следов тоже можно выделить ДНК, так что термин «генетическая дактилоскопия» не такой уж и неправильный. А какую информацию нам в первую очередь дает ДНК? Информацию о поле ее обладателя! А более детальное исследование ДНК может дать определенное представление о внешности (цвет волос, цвет глаз, цвет кожи и др.). Некоторые маркеры могут указать на биогеографическое происхождение человека, правда, довольно расплывчато – на уровне расы и «родного» континента. Но генетика идет вперед семимильными шагами, скорее даже не идет, а бежит, так что возможности ее расширяются с каждым днем. А по липидному [72]   Липиды – это общее название жиров и жироподобных веществ. составу потожировых веществ (правда, это уже не генетическое, а сугубо биохимическое исследование) можно с высокой точностью определить возраст лица, оставившего след. Прикоснулся пальцем к какой-то твердой поверхности – считай, что оставил на ней свою фотографию!

Образец генетического паспорта человека

Кстати говоря, в нашей стране с 2009 года действует закон «О государственной геномной регистрации в Российской Федерации», согласно которому процедуру регистрации в обязательном порядке проходят лица, осужденные за тяжкие и особо тяжкие преступления. Их генотипы хранятся в базе данных МВД. Туда же помещаются данные ДНК неустановленных лиц, полученные следствием с места преступления. А первая отечественная криминологическая молекулярно-генетическая экспертиза была выполнена в 1988 году в Институте молекулярной биологии имени В. А. Энгельгардта Академии наук СССР. Благодаря этому исследованию удалось разоблачить серийного убийцу, действовавшего в Ивановской области.

Генетическая дактилоскопия применяется и у растений. Как вы думаете, с какой целью это делается? Ответ на этот вопрос будет дан в конце главы.

Анализом древней ДНК занимается палеонтологическая генетика, или, сокращенно, палеогенетика. Информация при этом добывается бесценная, такая, которую никаким другим путем получить невозможно. Так, например, анализ ДНК позволил с большой точностью определить миграционные пути древних людей при освоении ими различных континентов или дал ответ на вопрос о том, как именно развивалась человеческая цивилизация – путем обмена информацией (а заодно и генами) между популяциями или сменой одних популяций другими [73]   Ученые называют этот вопрос «циркуляция идей или людей?». .

Вы хотите чего-то большего? Получайте!

Выявление гена, ответственного за развитие речи у неандертальцев [74]   Неандерталец, он же палеоантроп – вымерший или ассимилированный (смешавшийся с другими разновидностями) представитель рода людей. Одни ученые считают неандертальца подвидом биологического вида Человек разумный, а другие – отдельным видом рода Человек. Неандертальцы не являются прямыми предками современных людей, как считалось раньше, а представляют собой боковую ветвь эволюции человека. , неопровержимо свидетельствует о том, что они могли членораздельно разговаривать. Может, и не так бойко, как мы с вами, но членораздельно. А ведь когда-то считалось, что членораздельная речь появилась только у наших прямых предков, причем уже после того, как исчезли неандертальцы.

Сопоставляя древние геномы, палеогенетики восстанавливают ход эволюции, определяя время появления тех или иных признаков у наших предков, а заодно делают выводы о том, чем болели древние люди. По следам пищи на зубах, которые, благодаря своему строению, сохраняются лучше костей скелета, можно судить о том, чем питались древние люди.

Вот вам вопрос на сообразительность: а можно ли по «пищевой» ДНК сделать вывод о том, когда именно люди начали использовать огонь для приготовления пищи?

Нет, нельзя. Высокие температуры могут «разрушить» молекулу ДНК, но они не способны изменить ее структуру, не способны изменить последовательность нуклеотидов в молекуле. А отталкиваться от «разрушенных» молекул ДНК тоже нельзя, поскольку нельзя с точностью судить о том, что послужило причиной этого – нагревание до высоких температур или время.

Сейчас ученые работают над реконструкцией профиля экспрессии генов наших далеких предков.

Ничего не понятно? Сейчас исправим это!

Профилем экспрессии гена называют содержание транскриптов данного гена [75]   Транскриптом называется молекула матричной РНК, образующаяся в результате транскрипции гена. в различных (разнотипных) клетках организма или в одних и тех же клетках при разных условиях. Профиль экспрессии гена выражает степень его проявления, его востребованность, то есть интенсивность считывания информации. Все логично: чем больше образуется РНК-матриц, тем активнее использовался ген, тем выше была его экспрессия.

Оценка профилей экспрессии различных генов позволяет сделать выводы о функции тех или иных клеток, точнее, о том, насколько активно они функционировали. Нет, вы только представьте: по останкам, возраст которых перешагнул за миллион лет, можно будет делать обоснованные выводы относительно того, как именно функционировали отдельные органы и системы наших далеких предков. В частности, и о том, как функционировал мозг и насколько была развита высшая нервная деятельность.

Вот один «живой» пример из палеогенетики, наглядно демонстрирующий могущество этой юной науки.

В генотипе большинства представителей европеоидной расы присутствует ген, на протяжении всей жизни кодирующий синтез лактазы – фермента, расщепляющего молочный сахар – лактозу. Этот ген представляет собой мутацию изначального гена, обеспечивающего синтез лактозы только в первые три года жизни, когда ребенок питается материнским молоком. Мутантный ген позволяет тем, кто им обладает, без помех усваивать молоко и молочные продукты в течение всей жизни. К слову будет сказано, что у китайцев, традиционно полностью игнорирующих все молочные продукты, такого гена нет. Именно по этой причине китайские туристы за пределами своей родины стараются избегать местных заведений общепита и упорно ищут китайские рестораны. Не национального снобизма ради (наше, мол, самое вкусное), а вынужденно. В китайском заведении вам никогда жареное мясо тертым сыром не посыплют и пельмени-баоцзы сметаной не польют.