Загублений світ ховається... у кожному з нас

Прагнення побачити доісторичних тварин примусило героїв роману Артура Конан-Дойла «Загублений світ» вирушити на інший край землі й довго блукати джунглями. Нам же для цього, якщо вірити американському фахівцю з еволюційної біології з Прінстонського університету Девіду Стерну, варто почекати лише якихось 60—80 років. За цей час, на його думку, вчені, користуючись методом «ретроеволюції», зможуть відтворити ящурів, які вимерли 65 мільйонів років тому. Причому основою для відтворення доісторичних гігантів стануть не трофеї палеонтологічних розкопок, а генетичний матеріал деяких сучасних тварин.
Річ у тому, що ДНК (генетичний код) динозаврів не зник з обличчя Землі разом із ними, а зберігся до наших днів. Що­правда, не в первозданному вигляді, а в дуже зміненому, модифікованому мільйонами років еволюції — у генетичному матеріалі птахів і тварин, близьких родичів ящурів.
Порівняльний аналіз їхніх генів дозволив би відтворити праген, що містився у клітинах найдавніших динозаврів. Звісно, відтворити геном повністю учені поки що не зможуть — потрібні потужніші комп’ютери. Хоча вже сьогодні біологи реконструюють гени, які повернули б зміям давно втрачені в процесі еволюції ноги, а птахам — зуби, що з часів динозаврів перетворилися на дзьоб.
Ще реальнішим відродження парку юрського періоду зробила одна з останніх наукових подій року, що минає. Як повідомили інформаційні агентства, вчені з американського медичного інституту Говарда Х’юза під керівництвом Девіда Хаусслера віртуально відтворили фрагмент генетичного коду предка сучасних ссавців, який жив 75 мільйонів років тому.
Порівнявши особливості генетичного коду певних видів собаки, кішки, свині, коня, кажана та звичайної миші, кролика, горили, шимпанзе та людини, дослідники вирахували код-попередник. Точніше, невеличку його ділянку з десяти генів і суміжних фрагментів ДНК.
На думку відомого вітчизняного фахівця в галузі біоінформатики, професора Інституту молекулярної біології і генетики НАН України Олександра Корнелюка, відбулася революція, пов’язана з бурхливим розвитком геноміки — науки, що вивчає розшифрування і класифікацію геномів усіх живих організмів.
— Уже повністю розшифровано понад 200 геномів організмів (від бактерій до людини), а робота над більш як тисячею інших близька до завершення, — констатує вчений. — Створення баз даних для зберігання й опрацювання інформації про мільйони послідовностей генів привело до виникнення нової самостійної галузі науки — біоінформатики, дослідження в якій проводяться in silico, тобто на комп’ютерах. Без комп’ютерних інформаційних технологій розшифрування й аналіз геномів були б неможливі.
Важко уявити собі, як можна виписати від руки й проаналізувати послідовність більш як трьох мільярдів нуклеотидних пар ДНК — а це розмір генома людини. Картографування ж і аналіз усіх генів у геномі людини дозволяє порівняти їх із генами інших організмів, виявити зміни, які відбулися у процесі еволюції.
Останніми роками виник ще один напрям науки — палеогеноміка. Її перспективи досить яскраво продемонстрували письменники-фантасти. Але буквальне втілення їхніх задумів практично неможливе, оскільки непошкодженої геномної ДНК пращурів сучасних ссавців і тварин, які вимерли мільйони років тому, не збереглося. Залишається єдиний шлях: порівнювати геноми сучасних видів тварин і людини з допомогою комп’ютера.
Маючи таку інформацію, запевняє професор Корнелюк, цілком реально простежити певні еволюційні події і приблизно реконструювати великі ділянки (а можливо, цілком) геномів вимерлих видів, зокрема реконструювати еволюцію приматів і вирішити проблему походження людини.
— Професор Девід Хаусслер, говорячи про свій проект, наголосив, що розпочав його з суто наукового інтересу: «Я хочу зрозуміти на рівні молекулярних деталей, як ми еволюціонували з волохатої нічної істоти, схожої на землерийку, і нині саме час установити це». Як зізнавався сам учений, проект здавався неймовірним і нездійсненним, попри те, що нагромадилося вже досить матеріалу, аби реконструювати геном попередника ссавців на основі геномів сучасних тварин та людини, — розповідає директор Інституту молекулярної біології і генетики академік Ганна Єльська.
Звісно ж, Девід Хаусслер трохи кокетував, бо ж, напевно, добре розумів, яке значення матиме виконання такого проекту як для розкриття таємниці походження людини, так і для сучасної біомедицини.
Раніше вважалося, що ми ніколи не дізнаємося, який вигляд мали наші попередники на генетичному рівні, оскільки ДНК, виділена зі скам’янілих решток тварин, уже через 50 тис. років піддається значному руйнуванню, а йдеться про десятки мільйонів років у глиб часу, — саме тоді жили попередники плацентарних ссавців. Однак бурхливий розвиток молекулярної генетики, і особливо біоінформатики робить реальними найсміливіші й найфантастичніші задуми. Роботу, здійснену командою професора Хаусслера, порівнюють зі створенням схеми першого автомобіля на основі порівняння безлічі видів сучасних автомобілів, які, хоча й різняться між собою, все-таки мають риси, властиві їхньому спільному прадідусю, наприклад, чотири гумові покришки для коліс, вітрове скло та мотор внутрішнього згоряння.
Поки що реконструйовано кілька фрагментів генома попередника ссавців. Коли ж його буде повністю «вирахувано», вчені зможуть вирішити такі центральні проблеми біології, як еволюція людини та сутність живого. Справді, порівнюючи ділянки геномів, «викинуті» у процесі еволюції, а також високо консервативні — ті, котрі залишаються незмінними протягом мільйонів років, можна зрозуміти, які частини генома необхідні для життя, які — для певних функцій тощо. Наприклад, дуже цікавий факт виявив Девід Хаусслер при порівняльному вивченні однієї з ділянок генома (FOXP2) у восьми видів тварин на різних стадіях еволюції. У певному місці цієї ділянки понад 300 мільйонів років містилася кодуюча буква — нуклеотид С. Але в якийсь момент саме в людини відбулася заміна його на інший (А), який пов’язують із розвитком вільної мови в людини.
Що ж до еволюції, то палкі суперечки, які розпочалися ще за часів Ламарка і Дарвіна, тривають і досі — не про сам факт еволюції, а про механізми еволюції на молекулярному, клітинному, організменому та популяційному рівнях. Залучення фактів, одержаних молекулярними генетиками протягом останніх років, видається значно перспективнішим, порівняно з нескінченними заклинаннями неодарвіністів — «Еволюція відбувається лише шляхом природного добору випадкових мутацій». Крім суто наукових теорій та гіпотез, усім добре відомі і біблійна версія про походження людини, і фантастичні ідеї про наше космічне походження. Тому робота Девіда Хаусслера з порівняльної геноміки має величезне значення для розуміння того, як людина стала людиною.
Геноміка і сучасні біотехнології дають нам унікальні можливості впливу на людський організм. Ось, наприклад, як чудово було б напередодні виборів президента робити генні антиагресивні щеплення або «прищеплювати» деяким політикам та журналістам ген правдивості. А ще краще — зробити нашу країну такою, щоб у її громадян максимально виявлялися гени доброти, толерантності й чесності. Що ж до працьовитості та розуму, то нам їх не позичати.