Я хочу вам рассказать о том,
что мы можем узнать из изучения генома
живых людей
и вымерших людей.
Но перед тем, как я это сделаю,
я хочу вам кратко напомнить то, что вы уже и так знаете:
что наши геномы, наш генетический материал,
хранятся почти в каждой клетке наших тел в хромосомах
в форме ДНК,
которая является известной двухцепочечной спиральной молекулой.
И генетическая информация
содержится в форме последовательности
из четырёх оснований,
которые обозначаются буквами А, Т, Ц и Г
Информация в ней дублирована --
по одному набору на каждой цепи,
что очень важно,
поскольку когда формируются новые клетки, эти цепи расходятся
и новые цепи синтезируются на основе старых
в практически безупречном процессе.
Но ничто, конечно, в природе
не безупречно на 100%,
так что иногда происходит ошибка
и встраивается неправильное основание.
И мы можем увидеть результат
такой мутации,
если сравним последовательности ДНК
между сидящими в этом зале, например.
Если мы сравним мой геном с вашими,
приблизительно каждые 1200-1300 букв
у нас будут отличаться.
И такие мутации накапливаются
равномерно с течением времени.
А если мы добавим сюда шимпанзе, мы увидим больше различий.
Приблизительно одна буква из ста
У шимпанзе будет отличаться.
И если вы потом заинтересуетесь историей
части ДНК или всего генома,
вы можете реконструировать историю ДНК,
пользуясь теми различиями, которые вы увидели.
И обычно мы изображаем предположения о ходе истории
В форме деревьев как вот это.
В этом случае всё очень просто.
Две последовательности человеческой ДНК
ведут к общему предшественнику довольно быстро.
Гораздо дальше расположен наш общий предок с шимпанзе.
И так как эти мутации
возникают равномерно с течением времени,
вы можете преобразовать эти различия
в приблизительное время,
когда два человека, обычно,
имели общего предка - около половины миллиона лет тому назад,
а с шимпанзе,
это будет в порядке пяти миллионов лет тому назад.
Итак, то, что случилось в последние несколько лет,
это то, что появились технологии,
которые позволяют видеть много-много частей ДНК очень быстро
Так мы теперь можем в пределах часа
определить весь человеческий геном.
Генотип каждого из нас, конечно,сформировался на основе двух геномов человека:
одного от матери и одного от отца.
И их длина составляет около трех миллиардов таких букв.
И мы обнаружим, что два генома во мне,
или один мой геном, который мы хотим использовать,
Будет нести три миллиона различий,
что-то около.
И потом, что вы можете также сделать,
это спросить: «Как эти генетические различия
распределены по миру?»
И если вы так сделаете,
вы найдете некоторое количество генетических вариаций в Африке.
А если вы посмотрите за пределы Африки,
вы вообще-то найдете меньше разнообразия.
Это удивительно, конечно,
потому что примерно в шесть-восемь раз меньше людей
проживает в Африке, чем за пределами Африки.
Но у людей в Африке
генетическое разнообразие больше.
Более того, почти все генетические варианты,
которые мы видим за пределами Африки,
имеют близкородственные последовательности ДНК
к тем, которые вы находите в Африке.
Но если вы посмотрите на Африку,
там есть компонент генетической вариации
у которого нет близких соответствий снаружи.
Поэтому модель для объяснения этого,
основана на том, что часть африканских мутаций, но не все они,
распространились и колонизовали остальную часть мира.
И датирование этих генетических различий
привело к пониманию,
что современные люди -
люди, практически не отличающиеся от меня и вас -
развились в Африке достаточно недавно,
от 100 до 200 тысяч лет назад.
И позже, между 100 и 50 тысячами лет назад или около
вышли из Африки,
чтобы колонизовать весь остальной мир.
Поэтому мне нравится говорить,
что с генетической точки зрения
мы все африканцы.
Мы либо живем внутри Африки сегодня,
или мы в недавней ссылке.
Другой вывод
из этих недавних истоков современного человека
состоит в том, что генетические вариации
в общем и целом широко распространены в мире
в разных местах,
и они обыкновенно изменяются постепенно,
если смотреть с высоты птичьего полета, по крайней мере.
И поскольку существует множество генетических вариаций
и у них есть различные степени,
если мы определим последовательность ДНК -
геном одного индивидуума -
мы можем довольно точно оценить,
откуда этот человек,
при условии что его родители и деды
не очень далеко передвигались.
Но значит ли это,
как многие люди полагают,
что существуют огромные генетические различия между группами людей:
на разных континентах, к примеру?
Итак, мы тоже можем начать задавать такие вопросы.
В процессе реализации, например, находится проект
по определению последовательности ДНК тысячи человек,
чьи геномы из разных частей мира.
Они определили последовательности 185 африканцев
из двух популяций Африки.
(Они) определили последовательности ДНК у приблизительно такого же количества людей
В Европе и в Китае.
И мы можем начать говорить о том, как много различий мы находим,
как много оснований, которые различны
по крайней мере в одной из тех индивидуальных последовательностей.
И их много: 38 миллионов различных позиций.
Но мы можем поставить вопрос: «Есть ли какие-либо абсолютные различия
между Африканцами и не-Африканцами?»
Возможно, большинство из нас представляет,
что различия огромны.
И с абсолютным различием,
я имею в виду различие,
когда у всех людей внутри Африки в определенном положении,
у ста процентов, - находится одна буква,
а у каждого за пределами Африки другая буква.
Ответ на это заключается в том, что среди тех миллионов различий,
нет ни одного такого положения.
Это может быть удивительным.
Может быть один человек был ошибочно классифицирован или что-то вроде того.
Мы можем несколько упростить задачу
и сказать: «В скольких положениях мы обнаружим
у 95 процентов людей в Африке
один вариант,
95 процентов иной вариант,
и число таких положений - 12.
Итак, это очень удивительно.
Это значит, что когда мы смотрим на людей,
на человека из Африки
и человека из Европы или Азии,
мы не можем, для отдельного локуса генома предугадать с 100 процентной точностью,
какой ген несёт человек.
И только в 12 случаях
мы можем быть уверенными на 95 процентов.
Это может показаться удивительным,
потому что мы можем, конечно, посмотреть на этих людей
и довольно легко сказать, откуда родом их предки.
Это означает,
что те черты, которые мы рассматриваем
и с лёгкостью замечаем:
черты лица, цвет кожи, структура волос, -
определены не отдельными генами с большим влиянием,
но большим количеством генетических вариаций,
которые отличаются по частоте встречаемости
в разных частях мира.
Есть еще один факт относительно признаков,
которые нам так легко заметить друг в друге,
который, я думаю, стоит рассмотреть,
это то, что в буквальном смысле слова
они правда на поверхности нашей кожи.
Это то, о чем мы только что говорили:
черты лица, структура волос, цвет кожи.
Есть также множество характеристик,
которые различаются между континентами, такие,
которые относятся к тому, как мы перерабатываем пищу, которую едим,
или как наш иммунитет
справляется с микробами,
которые пытаются внедриться в наш организм.
Но это все части нашего тела,
которыми мы непосредственно взаимодействуем с нашей окружающей средой,
в непосредственной конфронтации, если позволите.
Легко представить,
как в особенности на эти части тела
быстро оказывалось влияние отбора окружающей среды
и как это сдвинуло частоту генов
которые затронуты этим отбором.
Но если мы взглянем на другие части нашего тела,
где мы не взаимодействуем напрямую с окружающей средой:
наши почки, наши печени, наши сердца,-
невозможно сказать,
просто взглянув на органы,
из какой они части света.
Также существует ещё один интересный факт,
который следует из осознания того,
что у людей есть недавний общий предок из Африки,
и он заключается в том, что когда эти люди появились
около 100000 лет назад,
они не были единственными на планете.
Вокруг были и другие формы человека,
и возможно наиболее известные из них -неандертальцы,
эти формы человека, отличающиеся крепостью телосложения,
по сравнению с оставшимся здесь
современным человеческим скелетом справа -
существовавшим в Западной Азии и Европе
начиная с нескольких сотен тысяч лет тому назад.
Поэтому интересным вопросом является,
что же случилось, когда они встретились?
Что случилось с неандертальцами?
И чтобы начать отвечать на эти вопросы,
моя исследовательская группа, которая уже 25 лет
работает над методами выделения ДНК
из остатков неандертальцев
и вымерших животных,
которым уже десятки тысяч лет.
Это связано со множеством технических проблем:
как извлечь ДНК,
как как преобразовать её так, чтобы можно было секвенировать.
Необходимо работать очень аккуратно,
чтобы сохранить чистоту эксперимента, избегая
занесения вашей собственной ДНК.
Все вышесказанное, объединенное с этими методами,
которые дают возможность очень быстро секвенировать много молекул ДНК,
позволили нам в прошлом году
представить первую версию генома неандертальца,
чтобы теперь любой из вас
мог посмотреть в интернете, на геном неандертальца,
или хотя бы на 55 процентов от него,
которые мы пока что смогли реконструировать.
И Вы можете начать сравнивать его с геномами
людей, которые живут сегодня.
И один вопрос,
который вы затем можете захотеть задать
это: что же случилось, когда мы встретились?
Мы скрещивались или нет?
И, чтобы ответить на этот вопрос,
нужно посмотреть на неандертальца, который пришел из Южной Европы,
и сравнить его с геномами
людей, живущих сегодня.
Поэтому мы теперь пытаемся
сделать то же с парами людей,
начиная с двух Африканцев,
смотря на два африканских генома,
мы находим места, где они отличаются друг от друга,
и в каждом случае мы спрашиваем: «Каков неандерталец?
Он похож скорее на одного африканца или на другого?»
Мы ожидаем не увидеть никакой разницы,
потому что неандертальцы никогда не были в Африке.
Они должны одинаково отличаться, потому что нет никакой причины, по которой один африканец
был бы генетически ближе неандертальцу, чем другой.
Так и есть.
Говоря на языке статистики, нет никакой разницы
между тем, как часто гены одного африканца соответствуют генам неандертальца, по сравнению с другим африканцем.
Но разница есть,
если мы посмотрим на европейского человека и на африканца.
Тогда, гораздо более часто,
неандерталец соответствует европейцу,
по сравнению с африканцем.
То же самое верно, если мы посмотрим на человека из Китая
и на африканца,
неандерталец соответствует человеку из Китая чаще.
Это может показаться удивительным,
потому что неандертальцы никогда не были в Китае.
Поэтому модель, которую мы предложили для объяснения этого явления,
в том, что когда современный человек вышел из Африки,
когда-то позже, чем 100000 лет назад,
они встретились с неандертальцами.
Предположительно, это впервые случилось на Ближнем Востоке,
где жили неандертальцы.
Если они скрещивались друг с другом там,
тогда современные люди,
которые стали предшественниками
всех за пределами Африки
передали этот Неандертальский компонент в составе их генома
остальному миру.
Так что сегодня люди, живущие вне Африки,
имеют около двух с половиной процентов ДНК
от неандертальцев.
Поэтому, имея геном неандертальца
на руках в качестве точки опоры
и имея технологии
для исследования древних останков
и для извлечения ДНК,
мы можем начать применять их где-то ещё в мире.
И впервые мы так и сделали в Южной Сибири,
в Алтайских горах,
в месте, называемым Денисова,
в пещере в этой горе,
где археологи в 2008 году
нашли маленький кусочек кости -
это его копия -
и поняли, что эта часть кости является дистальной фалангой
мизинца человека.
И она достаточно хорошо сохранилась,
чтобы мы установили ДНК этого человека,
и даже лучше
чем для неандертальцев в целом,
и начать сопоставлять эту ДНК с геномом неандертальца
и с сегодняшними людьми.
И мы обнаружили, что этот человек
имел общего предка по последовательности ДНК
с неандертальцами около 640000 лет назад.
И еще раньше, 800000 лет назад
есть общий предшественник
с сегодняшними людьми.
Так что этот человек происходит из популяции,
которая имеет общее начало с неандертальцами,
но очень давно, и потом ведет долгую независимую историю.
Мы называем эту группу людей,
которую мы описали впервые
из этого маленького-маленького кусочка кости,
денисовскими людьми,
в честь этого места, где они были впервые описаны.
Теперь мы можем задать про денисовских людей тот же вопрос,
что и про неандертальцев:
«Скрещивались ли они с предками современных людей?»
Если мы зададим этот вопрос,
и сравним геном денисовских людей
с людьми по всему миру,
мы будем удивлены, не найдя
никакого остатка ДНК денисовских людей
в людях, живущих в Сибири сегодня.
Но мы находим его в Папуа – Новой Гвинее
и на в других островах Меланезии и Тихого океана.
Так что это, по-видимому, значит,
что денисовские люди в прошлом были более распространены,
так как мы не думаем, что предки меланезийцев
когда-то были в Сибири.
Благодаря изучению
этих геномов вымерших людей,
мы начнем приходить к картине того каким был мир,
когда современные люди начинали выходить из Африки.
На Западе были неандертальцы;
на Востоке - денисовские люди и
может быть также другие формы людей,
которые еще не открыты.
Мы не знаем, где проходили точные границы между этими людьми,
но мы знаем, что в Южной Сибири,
были как неандертальцы, так и денисовские люди,
по крайней мере некоторое время в прошлом.
Потом современные люди появились где-то в Африке,
вышли из Африки, по-видимому на Ближний Восток.
Они встретились с неандертальцами, смешались с ними,
продолжили распространяться по миру,
и где-то в Южной Азии
они встретили денисовских людей, смешались с ними
и продолжили двигаться дальше в сторону Тихого океана.
И потом эти ранние формы людей исчезают,
но они продолжают жить немножко сегодня
в некоторых из нас -
в тех людях за пределами Африки, в которых два с половиной процента их ДНК
передалось от неандертальцев,
а люди в Меланезии
хранят приблизительно дополнительные пять процентов
от денисовских людей.
Значит ли это,
что всё-таки существует абсолютная разница
между людьми за пределами Африки и внутри Африки,
в том, что люди за пределами Африки
имеют этот древний компонент в их геноме
от этих вымерших форм людей,
когда у Африканцев его нет?
Я не думаю, что это так.
По-видимому, современные люди
зародились где-то в Африке.
Они распространились также по всей Африке и, конечно,
и там были более древние, ранние формы людей.
И так как мы смешивались где-то ещё,
я почти уверен, что однажды,
когда у нас, возможно, будет геном
также ранних форм людей из Африки,
мы обнаружим, что они смешивались
с ранними современными людьми в Африке.
Итак, подведём итог:
что мы узнали, изучая геномы
сегодняшних людей
и вымерших людей?
Мы узнали, возможно, много вещей,
но одна вещь, которую я нахожу важной для упоминания,
это то, что я думаю, урок в том, что мы всегда смешивались.
Мы смешивались с этими ранними формами людей,
когда мы их встречали,
и мы смешивались друг с другом после.
Спасибо за внимание.
(Аплодисменты)