Убедить Майкла Эгхольма выполнить такой объем работы даже думать не стоило. Мне казалось, что мы намертво застряли, когда кто-то предложил поискать в трех хорватских костях “карманы” — области, в которых меньше бактериальной ДНК и, соответственно, больше неандертальской. Мы и раньше замечали, что в костях есть участки с большим или меньшим содержанием ДНК — вероятно, одни микрообласти казались бактериям более пригодными для роста, чем другие, и потому там бактерии размножались более интенсивно. Мысль обнадеживала, и Йоханнес принялся сверлить кости, чтобы найти наилучшие микрообласти. Он сверлил и сверлил — сначала кости стали похожи на флейту, затем на швейцарский сыр. Действительно, в некоторых участках мтДНК было в десять раз больше, чем в других, отстоящих на какой-то сантиметр. Но все равно — 4 процента неандертальской ДНК и не больше.
Рис. 13.1. Команда “Неандертальского генома” в Лейпциге, 2010 г. Слева направо: Эдриан Бриггс, Эрнан Бурбано, Матиас Мейер, Аня Хайнце, Джесс Дэбни, Кай Прюфер, я, реконструкция неандертальского скелета, Дженет Келсо, Томи Маричич, Цяомэй Фу, Удо Штенцель, Йоханнес Краузе, Мартин Кирхер. Фото: MPI-EVA
Снова и снова мы возвращались к этой проблеме на наших пятничных собраниях. Там, на мой взгляд, концентрировался весь научный и социальный опыт: аспиранты и молодые специалисты знали, что их будущее, их карьера зависят от полученных результатов и публикаций. Поэтому они хитроумно изыскивали возможности провести ключевые эксперименты и вместе с тем избежать экспериментов дополнительных, связанных с общими нуждами, которые вряд ли войдут в громкие публикации с их авторством. Я смирился с мыслью, что начинающим ученым движут эгоистичные побуждения, и своей задачей видел соблюдение тонкого баланса между личными карьерными интересами молодого специалиста и общелабораторной линией и взвешивал всякий раз индивидуальные возможности каждого. Но когда неандертальский кризис накрыл нас с головой, я был восхищен, с какой легкостью личные интересы уступили групповым.
Группа сплотилась в единое целое, где каждый, не ожидая награды и славы, рвался выполнить любое трудоемкое дело, только бы хоть немножко продвинуть проект. Царило чувство единения во имя общей цели, и все без исключения видели в ней великое, историческое предприятие. Я чувствовал, что собрал превосходную команду (рис. 13.1).
Иной раз в приступе сентиментальности я ощущал любовь ко всем присутствующим и к каждому персонально. Из-за этого безрезультатность наших попыток казалась еще горше.
На пятничных собраниях весной 2007 года наша сплоченная группа показала себя с наилучшей стороны. Люди вбрасывали идею за идеей, одна безумнее другой, как увеличить долю неандертальской ДНК или найти “карманы” с наибольшим ее содержанием. Невозможно сказать, чья идея в конце концов сыграла, потому что мысли рождались на глазах, по ходу живейшего обсуждения, где все говорили и все принимали участие. Мы стали обсуждать, нельзя ли как-то отделить бактериальную ДНК от всего остального. Может, у бактериальной ДНК есть какое-то свойство, на которое можно нацелиться и оно сработает: ну, к примеру, размер бактериальных и неандертальских фрагментов. Но нет и нет — размер бактериальных фрагментов был таким же, как и неандертальских.
Но все же, все же чем отличаются бактериальные последовательности от ДНК млекопитающих? — спрашивали мы себя. И вот наконец меня осенило — метилирование!
Метильные группы присоединяются к нуклеотидам, чуть-чуть химически изменяя их, но не саму последовательность. У бактериальной ДНК чаще метилируются аденины, а у млекопитающих метилируются в основном цитозины. Возможно, стоит попробовать подобрать антитела к метилированным аденинам и, таким образом, выделить бактериальную ДНК из экстрактов. Антитела — это белки, которые производятся иммунной системой, когда та узнает о внедрении чужеродной субстанции, например бактериальной или вирусной ДНК. Они циркулируют в крови, едва только обнаружат поблизости чужеродных агентов, накрепко связываются с ними и так помогают от них избавиться. Так как антитела строго специфичны, то есть связываются только с теми веществами, которые были предъявлены иммунным клеткам, они стали мощным инструментом в лабораторных работах. Например, если впрыснуть мыши метилированный аденин, то ее иммунные клетки распознают этот метилированный аденин как чужеродного оккупанта и произведут специфические антитела к метилированному аденину. Эти антитела можно потом выделить из крови мыши, очистить и использовать в лабораторных экспериментах. Я подумал, что мы можем изготовить такие антитела и попробовать с их помощью убрать бактериальную ДНК из вытяжек.
Быстрый поиск по литературе показал, что неподалеку от Бостона есть такая компания New England Biolabs, где исследователи уже синтезировали антитела к метилированным аденинам. Я написал Тому Эвансу, прекрасному ученому, который занимался репарацией ДНК и работал, как я знал, в этой компании. И он любезно прислал нам антитела. Теперь требовался доброволец из группы, который с их помощью попробовал бы связать бактериальную ДНК и удалить ее из вытяжки. Я надеялся, что таким образом мы сможем существенно повысить долю неандертальской ДНК. Задумка казалась мне весьма остроумной. Но когда я на собрании изложил ее нашей группе, она была встречена с изрядным скептицизмом. Я подумал, что дело опять-таки в неприятии незнакомых методик. Но теперь я припомнил им опыты с радиоактивностью. И таки настоял на своем. Эдриан Бриггс взялся за дело. Много месяцев он провел, пытаясь заставить антитела связываться с бактериальными фрагментами и отделить их от небактериальных. Он испробовал все мыслимые вариации методик. Так ничего и не сработало. Мы не понимали почему — и до сих пор не понимаем. Я уже стал привыкать к ехидным шуточкам по поводу гениальности своей идеи с антителами.
Но чем же еще эту бактериальную ДНК изничтожить, как от нее избавиться?
Высказывалось предложение найти какой-нибудь часто повторяющийся мотив в бактериальных последовательностях. Тогда мы бы смогли с помощью синтетической ДНК связать эти мотивы и убрать бактериальную ДНК, примерно так, как мы пытались это проделать с антителами. Наш тихоня Кай Прюфер, студент-компьютерщик, который после появления в лаборатории самостоятельно выучил и стал понимать биологию генома лучше, чем любой студент-биолог, вызвался поискать такие потенциально полезные мотивы. И нашел. У него определилось несколько таких комбинаций из двух — шести нуклеотидов, которые гораздо чаще встречались у бактерий, чем в неандертальской ДНК, например, ЦГЦГ, или ЦЦГГ, или ЦЦЦГГГ и т. д. И когда он доложил об этом на собрании, то все вдруг стало на свои места. Конечно, как я об этом раньше не подумал! В
