Сегодня Нобелевская ассамблея Каролинского института объявила лауреатов Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2022 год. Премия была присуждена шведскому исследователю Сванте Паабо, который не только секвенировал геном наших древних родственников - неандертальцев, но и доказал, что денисовцы — это отдельная ветвь в эволюции человечества.

Эволюция человека

Человечество с давних пор заинтересовано в том, чтобы понять свое происхождение и узнать больше о людях, живших до нас. Благодаря таким наукам, как археология и палеонтология, исследователи старались удовлетворить это любопытство.

Сейчас мы знаем, что современный человек, или Homo sapiens, впервые появился в Африке около 300 000 лет назад. Неандертальцы, другой вид гомининов - человекоподобных племен, появились за пределами Африки около 400 000 лет назад и населяли районы Европы и Азии. Около 70 000 лет назад современные люди мигрировали из Африки на Ближний Восток. Оттуда они распространились в других частях света. Примерно в это же время они вступили в контакт с неандертальцами и, возможно, сосуществовали с ними, пока последние не вымерли около 30 000 лет назад.

ДНК сосредоточена в двух различных компартментах клетки. В ядерной ДНК хранится большая часть генетической информации. В то время как в небольшом митохондриальном геноме она представлена всего в нескольких тысячах копий. После смерти ДНК со временем разрушается, и в конечном итоге от нее остаются небольшие фрагменты.

С 1990-х годов в науке наступила новая эра - ученые начали изучать генетический код человека, и недавно проект "Human Genome" был завершен. Используя новейшие технологии, Паабо планировал заглянуть в глубины человеческой эволюции и, изучив ДНК, понять, чем современные люди генетически отличаются от неандертальцев.

Непостоянство дезоксирибонуклеиновой кислоты

В скором времени Паабо обнаружил, что изучение неандертальцев будет довольно непростым занятием, поскольку ДНК в образцах Homo Neanderthalensis деградировала на короткие фрагменты и не могла быть изучена с помощью существующих методик. Для решения этой проблемы учёный решил разработать собственную технологию.

Еще работая в Университете Мюнхена, Паабо обратил свое внимание на работу митохондрий (это органеллы, которые обеспечивают клетку энергией, но при этом имеют собственную последовательность ДНК). По сравнению с ДНК в ядре клетки, митохондриальная ДНК намного меньше и содержит меньше информации. Однако обилие митохондрий в клетке многократно увеличивает шансы на успех.

Новая разработка принесла первые результаты, когда Паабо секвенировал митохондриальную ДНК из фрагмента костной ткани возрастом около 40 тысяч лет. Именно тогда впервые было получено доказательство того, что генетически Homo Neanderthalensis отличались от современных Homo Sapiens. Впоследствии ему предложили основать в Германии Институт Макса Плака, где он продолжил свои исследования, чтобы провести секвенирование ядерного генома неандертальцев. В 2010 году Паабо и его команда представила доказательства первой геномной последовательности неандертальцев. Проведя сравнительный анализ, эксперты пришли к единому мнению - у современных людей и неандертальцев был общий предок, живший приблизительно 800 тысяч лет назад.

Кроме того, специалисты нашли доказательства наличия ДНК Homo Neanderthalensis в ДНК современного человека, что свидетельствует о том, что эти две группы взаимодействовали и сосуществовали в течение тысяч лет до того, как неандертальцы вымерли.

What makes humans unique. Nobel Prize

Денисовцы

Пожалуй, звездный час Паабо пришелся на тот момент, когда в пещере на юге Сибири была обнаружена трубчатая кость пальца возрастом 40 000 лет. Проведя анализ ДНК костной ткани, Паабо обнаружил, что она уникальна во всех отношениях и не похожа ни на ДНК неандертальцев, ни на ДНК современных людей. Исследователи установили, что это ранее неизвестный гоминин, который впоследствии был назван денисовским человеком (Homo denisovensis), в честь наименования пещеры.

Интересно, что у современных людей в Юго-Восточной Азии обнаружены следы ДНК денисовцев. Это доказывает, что эти две группы в какой-то период истории взаимодействовали между собой. Ген EPAS1, обнаруженный у тибетцев и обеспечивающий преимущество выживания на больших высотах, также имеет фрагменты денисовского ДНК.

Источники: Journal Iteresting Engineering, The official website of the Nobel Prize 
1. (https://www.nobelprize.org/prizes/medicine/2022/press-release/) 
2. (https://interestingengineering.com/science/nobel-prize-medicine-2022-announced-heres-why-svante-paabos-work-is-remarkable)