«Мы пойдем другим путем…»

Так вот, в митохондриальных ДНК этой женщины исследователи обнаружили некий участок (группу идущих друг за другом звеньев), имеющий такие особенности, которые у современных европейцев уже не встречаются, зато широко обнаруживается у современных жителей Северо-Западной Африки, а также в митДНК из некоторых скелетов очень древних (порядка 50 тысяч лет тому) Гомо сапиенс, найденных в Передней Азии.

Как связать эти три факта? По мнению авторов публикации, женщина из румынской пещеры принадлежала к группе древних Гомо сапиенс, которая – уже в Передней Азии – ответвилась от основной массы своих сородичей и в дальнейшем направилась не в Западную Европу, а на Балканы. А затем, 40-35 тысяч лет назад, часть этой ответвившейся группы совершила, каким-то пока неведомым путем (возможно, через острова греческого архипелага) переход из Балкан обратно в Африку, в ее северные районы, тогда еще занятые степями, а не пустыней, и расселилась там.

Выходит, странствия Гомо сапиенс отнюдь не завершились с приходом в Европу: они еще затем «замкнули круг», частично вернувшись на «историческую родину». Этот вывод наводит ученых на размышления. Дело в том, что в последние годы все более подтверждается давняя гипотеза, согласно которой первые «исходы из Африки» отдельные группы Гомо сапиенс совершали значительно раньше «основного исхода», 100-120 тысяч лет тому назад, в районы нынешнего Леванта и Саудовской Аравии. Раньше такая возможность тоже признавалась, но эти ранние «исходы» считались неудачными вылазками. Теперь, в свете новых открытий (включая вышеописанное), некоторые палеоантропологи начинают говорить о возможном существовании - за пределами Африки - большой древней «диаспоры» Гомо сапиенс, которая то и дело обменивалась людьми и их генетическим и культурным багажом со своей прародиной.

Такие же неожиданные новые возможности расселения Гомо сапиенс открыло перед учеными и второе недавнее исследование, но уже на американском континенте. Группа археологов под руководством Майкла Уотерса и Джесси Халлиген повторно и более тщательно изучила находки, сделанные на затопленном водой участке лагуны Пейдж-Ладсон во Флориде. Несколько лет назад там были найдены восемь древних каменных орудий и бивень мастодонта с явными следами насечки. Тогда предположение о существовании здесь в древние времена поселения людей было отвергнуто как бездоказательное.

Сейчас ученые применили новые методы исследования и пришли к выводу, что насечка на бивне сделана каменными орудиями того же типа, что найденные на дне лагуны, и что их возраст составляет, как минимум, 14500 лет, что на 1300 лет больше, чем максимальный возраст знаменитой стоянки Кловис (в нынешнем штате Нью-Мехико), каменные орудия которой до сих пор считались самым древним свидетельством прихода Гомо сапиенс на американский континент.

И опять перед учеными открывается широкое поле для размышлений. Ведь на самом деле находки в Кловисе – не единственные, претендующие на звание «древнейших». Аналогичные претензии предъявлялись и раньше на основании датировки каменных орудий, найденных в Педра Фурада в Бразилии, Тайма-Тайма в Венесуэле и особенно в Монте-Верде в Чили. Древность Монте-Верде недавно была заново подтверждена новейшими исследованиями, которые показали, что поселение здесь насчитывает, как минимум, 16, а то и 18 тысяч лет. Это никак не укладывается в прежний сценарий, по которому племена Гомо сапиенс заселяли американский континент, продвигаясь с севера на юг. Но в свете новых открытий и прежних гипотез возникает совершенно новая возможность – заселения этого континента с юга. И не племенами, пришедшими из Берингии, а древними мореплавателями с тихоокеанских островов, высадившимися в Монте-Верде и начавшими отсюда медленное, занявшее несколько тысячелетий, продвижение на север, через нынешние Бразилию, Венесуэлу и до южных районов нынешних Соединенных Штатов.

Всё это, разумеется, пока лишь увлекательные гипотезы. Посмотрим, что скажут о них дальнейшие исследования.

*********************************************************************************************************************************

Еще раз о «ребенке трех родителей»

Не так давно на новостном сайте «Орбита» появилась сенсационная новость: «Ученые из Ньюкаслского университета приблизились к разработке техники искусственного оплодотворения от трех родителей». О «ньюкаслском ребенке трех родителей» на этих страницах сообщалось уже в 2010 году, так что сенсация «Орбиты» явно чуть запоздала. Но верно, что в последнее время в связи с этой темой появилось кое-что новое, и поэтому к ней стоит вернуться.
.
Начнем с того, что молекулы ДНК, несущие в себе наши гены, находятся не только в ядрах всех наших клеток, но также в небольших особых органеллах клетки, именуемых митохондриями. Эти митохондриальные, или митДНК, тоже передаются по наследству, и в них 37 генов (около 2% от того, что находится в тех ДНК, которые укрыты в ядрах клеток). Гены этих митДНК примерно раз на 6500 случаев несут на себе изменения, которые вызывают тяжелые и зачастую неизлечимые болезни, вроде мышечной дистрофии, эпилепсии, повышенной опасности инсультов, умственной отсталости и т.д. Многие дети, получившие от матери такие митохондрии, умирают в раннем возрасте.

Ученые давно искали способ избавить людей от этой опасности. Теоретически этот способ был очевиден. МитДНК имеют ту особенность, что они передаются только по материнской линии. Только материнская половая клетка (яйцеклетка) сохраняет при оплодотворении свои митохондрии (потому что митохондрии дают клеткам энергию, зародыш будет в ней нуждаться); сперматозоид же, у которого митохондрии, в основном, сосредоточены в хвосте, использует энергию этих митохондрий для движения, пока стремится навстречу яйцеклетке, но достигнув ее, тут же отбрасывает их вместе с хвостом по причине дальнейшей ненужности. Это позволяло думать, что, освободив яйцеклетку перед оплодотворением от ее митохондрий, удастся избавить будущий зародыш от вредных последствий. (А распознать больные митохондрии можно заранее, с помощью генетического анализа материнских яйцеклеток).

Идея была высказана еще в 1990-х гг., но технология такой операции на клетках была настолько сложна, что только в 2008 году ученым вышеупомянутого Ньюкаслского университета в Великобритании впервые удалось ее реализовать – разумеется, «в пробирке». Они взяли яйцеклетку с «порчеными» митДНК, ввели в нее отцовский сперматозоид со всеми его ДНК, а затем извлекли из этой яйцеклетки оплодотворенное ядро с отцовскими и материнскими ДНК и перенесли в яйцеклетку другой женщины (у которой митДНК были вполне здоровыми), предварительно удалив оттуда ее ядро. В результате получился человеческий эмбрион, имевший трех родителей: 50% его генов пришли от отца, 49% (ядерных генов) – от митохондриально-больной матери и 1% (митохондриальные гены).

Ньюкаслские ученые не стали продолжать эксперимент, потому что не знали, безопасно ли будет подсадить такой «смешанный» эмбрион в матку. Но их эстафету подхватили ученые из университета штата Орегон в США под руководством Шукрата Миталипова, которые в конце 2009 года провели аналогичный эксперимент на макаках. Они настолько улучшили эту процедуру, что это оплодотворения было успешным в 90% всех попыток, а 65% эмбрионов оказались пригодными для внедрения в матку. Два эксперимента по внедрению прошли успешно, на свет появились четыре маленьких макаки – близнецы Мико и Тракер, а также Спиндлер и Спиндли. Генетический анализ показал, что ни одна из обезьянок не имеет «порченых» митДНК. Иными словами, метод действительно достигает цели и избавляет потомков от митохондриальной наследственности – правда, в обмен на 1% «чужих» митохондриальных генов.

Еще позже японские исследователи провели сходный эксперимент на человеческих эмбрионах, с той разницей, что они брали ядро с его генами из яйцеклетки пожилой женщины, а имплантировали его в яйцеклетку молодой женщины, после чего оплодотворили ее сперматозоидом. Методика сработала и тут: удалось получить более 30-ти жизнеспособных эмбрионов, у которых 49% ядерных генов были от старой женщины и 1% (митДНК) – от молодой, но зато все митохондрии были «молодые». И здесь, как ранее в Ньюкасле, эксперимент был остановлен на стадии проверки технической эффективности метода.

Со временем метод такого «митохондриального донорства» (МД) получил два воплощения: в одном в яйцеклетку - «донора» здоровых митохондрий пересаживалось материнское ядро целиком (т.н. пронуклеар - трансфер), в другом из этого ядра брались только молекулы ядерных ДНК (т.н.спиндл - трансфер). Но это было развитие чисто теоретическое. Обсуждение практической применимости МД затянулось на долгие годы.

Первое официальное разрешение на эксперименты по внедрению МД в практику лечения митохондриальных болезней было получено лишь в 2015 г. в Великобритании. Сегодня аналогичное разрешение «на подходе» также и в США, хотя пока только для эмбрионов мужского пола – потому что если хотя бы следы порченых митохондрий все-таки попадут в ребенка трех родителей, то от мужчины они к потомкам все равно не перейдут.

Эта предосторожность оправдана. Печальный сей факт еще раз подтвердила появившаяся в мае 2016 года в журнале Cell Stem Cell статья американского биолога Эгли и его коллег. Ученые проверяли предположение, что случайный захват «порченых» митохондрий при операции МД не вредит яйцеклетке донора и она остается вполне здоровой, если общая доля этой «порчи» не превышает 1%. Исследования Эгли показали, что это не так. Выяснилось, что в процессе дальнейшего развития яйцеклетки с тремя родителями в ней происходят неуправляемые и не поддающиеся контролю перестройки ДНК, в результате которых этот «довесок» порченых митохондрий начинает размножаться быстрее здоровых и захватывает всю клетку, так что порченными становятся все ее митохондрии.

Как сказал в своем отзыве на эту статью калифорнийский биолог Кнёпфлер, «данные Эгли показывают, что следует пока вообще воздержаться от испытаний МД на человеческих эмбрионах». И действительно, ни в Великобритании, ни в США на данный момент еще не зачат ни один ребенок трех родителей.

Так что сенсация с «Орбиты» - новость не только запоздалая, но и преждевременная.

Рафаил Нудельман
"Окна", 14.7.2016