Профессор Дэвид Райх из Гарвардской медицинской школы является одним из ведущих огней в области древней ДНК. Работа его команды заложила новую перспективу в истории человечества, восстановила эпическую миграцию и генетические обмены, которые формировали людей разных регионов мира. Здесь он объясняет, как развернулась эта революция в нашем понимании.
Если кажется, что была лавина недавних заголовков, раскрывающих представление о муках наших древних предков, вы были бы правы.
Из судьбы людей, которые построили Стоунхендж до поразительного внешнего вида чеддерского человека, десятилетнего британца , потоп информации был ошеломляющим.
Но это изменение шага в понимании нашего прошлого строилось уже много лет. Это связано с новыми технологиями и технологическими достижениями в изучении древней ДНК - генетической информации, полученной из скелетных останков наших давно умерших родственников.
На переднем крае этой революции находится Дэвид Рейх из Гарвардской медицинской школы в Бостоне, штат Массачусетс. Недавно я встретился с профессором Рейчем на BBC, когда он был в Великобритании, чтобы рассказать о своей книге «Кто мы и как мы здесь», которая объединяет последние научные результаты в этой области исследований.
Профессор Гарварда, которому 43 года, недавно был отмечен журналом Nature как один из 10 человек, который имел значение во всей науке за его роль в преобразовании области древней ДНК из «нишевого преследования в промышленный процесс».
Рейх был поднят в Вашингтоне, округ Колумбия, родителями, которых отличали на своих полях. Его мать Това - романист, а его отец Уолтер - профессор психиатрии, который также был первым директором Мемориального музея Холокоста Соединенных Штатов.
«В моей семье была премия и сильная уверенность в творчестве - что-то новое, интересное и острое. Наука считалась самой высокой вещью, которую кто-то мог сделать», - говорит он. «У меня было много интересов, но меня больше всего интересовали история и наука».
Рейх говорит, что он «влюбился» в человеческую эволюционную историю в начале своей кандидатской диссертации по биохимии, но затем отошел от предмета к медицинской генетике. Он объяснил: «Технология в то время действительно была не очень хороша для того, чтобы много узнать о человеческой истории».
В течение 1990-х и начале 2000-х годов исследования древней ДНК из наших собственных видов были весьма спорными из-за наблюдений, что скелетные останки были легко заражены ДНК живых людей.
Таким образом, всегда существовали сомнения в отношении того, принадлежит ли генетическая последовательность к изучаемому давно умершему человеку или к археологу, участвующему в раскопках останков, куратору музея, который их обработал, или посетителю лаборатории, где они находились проанализированы.
Однако решающий прогресс в преодолении этих препятствий начался в конце 90-х годов с попытки упорядочить ДНК от неандертальцев, которую возглавил профессор Сванте Паабо в Институте эволюционной антропологии им. Макса Планка в Лейпциге, Германия.
Группа Pääbo разработала набор протоколов для предотвращения проскакивания загрязнений, в том числе с одинаковыми образцами, которые были упорядочены в двух лабораториях разными командами.
Но поле испытало революцию с появлением так называемой технологии секвенирования следующего поколения. Когда организм умирает, ДНК в его клетках начинает разрушаться - со временем он расщепляется на более мелкие и мелкие куски, а также накапливает другие формы повреждений.
Он также заражается огромным количеством микробной ДНК из более широкой окружающей среды. Новые секвенирующие машины можно использовать для выделения генетического материала человека из бактериальной ДНК, а затем сшить крошечные фрагменты в удобочитаемую последовательность.
В 2006 году Райх и его близкий научный сотрудник Ник Патерсон были приглашены Сванте Паабо, чтобы присоединиться к неандертальскому геному. Особое впечатление на Pääbo оказал материал Nature, автором которого они были посвящены сложное разделение эволюционных линий человека и шимпанзе , и подумал, что методы, которые они использовали, будут иметь отношение к вопросу о том, были ли переплетены неандертальцы и современные люди.
«Я работал над последними 10 000 лет человеческой истории, реконструируя его на основе современных людей, особенно в Индии ... было очевидно, что древние методы ДНК, которые работали в неандертальцах, будут работать еще лучше у более поздних людей, - объясняет Рейх.
«Я разговаривал с Сванте, и он сказал:« Это очень важно, но это не мое внимание. Я сосредоточен как лазерный луч на архаичных людях и ранних современных людях ».
Рейх принял радикальное решение полностью переделать свою лабораторию в Гарварде, которая была сосредоточена на медицинской генетике, по линии лаборатории Пиабо в Лейпциге.
«В моей лаборатории был ученый Надин Роланд, который работал в Лейпциге (вместе с Сванте Паабо), который знал, как все делать ... они помогли нам создать эту лабораторию. Было большой долей в том, что это было хорошо «.
Ставка окупилась главным образом. Рейх использовал свою технологию секвенирования следующего поколения для использования через геном после генома. На сегодняшний день лаборатория получила ДНК от более 900 древних людей.
Результаты помогают собрать новые рассказы о населении нашего мира. В некоторых случаях результаты заставили археологов и историков повторно посетить некоторые давние идеи, вызвавшие не так много споров и споров.
Команда Рейха помогла разгадать запутанную сеть миграции и скрещивания, которая определила современный генетический ландшафт Европы. Археологи давно подозревали, что распространение сельского хозяйства на Ближнем Востоке и в Европе стало формирующим событием на предыстории континента.
Работа Рейха помогла подтвердить, что эта встреча довольно отдаленных ближневосточных фермеров и местных охотников-собирателей имела решающее значение для сочетания родословной, которая характеризует европейцев, но его команда добавила третий ключевой ингредиент в плавильный котел.
В статье, опубликованной в журнале Genetics в 2012 году , Рейх и его коллеги заметили, что жители Северной и Центральной Европы, как представляется, получили генетический вклад от населения, связанного с коренными американцами.
Дальнейшие доказательства из древней ДНК подтвердят, что эта отличительная генетическая подпись впервые попала в Европу во время массовой миграции людей из степи , на восточную периферию Европы.
Эти кочевые степные скотоводы, известные как Ямная, двинулись на запад в поздний неолит и бронзовый век около 5000 лет назад. В некоторых районах Европы они заменили около 75% родословных существующих популяций.
Теории крупномасштабных миграций на протяжении многих лет не нравились некоторым ученым, особенно тем, для которых фраза «горшки, а не люди» (культура, как правило, распространялась через обмен идеями, а не крупномасштабное движение) стала мантра.
Но последовательные документы группы Рейха и других групп, работающих над древней ДНК, например, под руководством Эске Уиллерслева из Копенгагенского университета , показали, что массовые миграции со смещением ранних популяций не были чем-то необычным в истории.
В этом году команда Рейха опубликовала обширное исследование, в котором подробно описывается, как археологическая культура, известная как феномен Beaker, трансформировала генетический состав западной и центральной Европы. В Британии Beakers заменили удивительные 90% существующей родословной. Команда не закончила Британию, Рейх теперь планируетотслеживать изменения, произошедшие в эпоху железного века и римского периода.
Конфликт, нововведения, такие как верховая езда, и распространение болезней, таких как чума, населению с наивными иммунными системами, возможно, сыграли определенную роль в некоторых разгонах.
Но причины этих замен остаются вопросом для археологов, говорит Рейх. «Я думаю, что мы предоставляем данные, и это живо отражает масштабы этих событий. Понимание того, почему это происходит, немного сложно мне сказать», - объясняет он.
Рейх говорит, что его соавтор Ник Патерсон в области математики был «абсолютно критическим», чтобы отбросить генетические отношения, лежащие в основе многих ключевых открытий.
«У моей лаборатории две лабораторные головки, а не на Ник Патерсон. Я не серьезный математик: я числитель, аналитик данных, но не разработчик техник. Ник - математик мирового класса».
У Патерсона необычайная биография. Родившийся в 1947 году ирландским родителям в Лондоне, его таланты сделали его детским математическим и шахматным вундеркиндом. Спустя несколько лет после окончания Кембриджского университета он был завербован для работы в британском агентстве разведки GCHQ, где провел десять лет.
После этого он проработал еще 10 лет в эквиваленте США - Агентстве национальной безопасности (NSA). После ухода из шпионского мира Патерсон работал над успешным нью-йоркским хедж-фондом Renaissance Technologies, прежде чем начать сотрудничество с Reich в 2001 году.
В последние несколько лет команда Гарварда также опубликовала исследования по древней ДНК из Африки, Ближнего Востока и Океании. Рейх в настоящее время завершает работу над документом о населении Южной Азии - давней областью интересов, которая должна быть опубликована в этом году. Вероятно, он будет похвалиться в Индии, где понятия глубоко укоренившейся родословной связаны с индуистским национализмом.
Недавно профессор Гарварда написал статью в Нью-Йорк Таймс, которая вызвала споры в Интернете, подчеркнув отсутствие консенсуса относительно того, как формировать дискуссии о биологических вариациях человека. В своей статье Рейх комментирует: «Важно, даже срочно, что мы разрабатываем откровенный и научно обновляемый способ обсуждения любых таких разногласий, вместо того, чтобы вставлять наши головы в песок и быть пойманными неподготовленными, когда они будут найдены «. Около 67 исследователей подписали открытое письмо (опубликовано Buzzfeed), возражая против аргументов, выдвинутых в op-ed.
Например, в письме говорится: «Рейх критически неправильно понимает и искажает проблемы, которые являются центральными для недавних критических замечаний о том, как биомедицинские исследователи, включая Рейх, используют категории« расы »и« население ».
Исследователи добавляют: «Это не означает, что генетическая вариация несущественна, но она не следует за расовыми линиями. История научила нас многим способам, которые могут быть неправильно истолкованы и неверно истолкованы в генетических вариациях человека».
Отвечая на вопрос о критических замечаниях, профессор Гарварда сказал мне: «Мне действительно очень приятно участвовать в этом обсуждении. Я думаю, что ученые с интересом обсуждают различия между популяциями в общественных форумах, хотя вся работа, которую мы делаем о различиях между популяциями и об их истории. Тревога связана с возможным неправильным использованием этих данных - по уважительной причине ».
Он подчеркнул необходимость того, чтобы ученые взяли на себя ответственность за повествование, чтобы они не передали инициативу тем, у кого были менее доброжелательные намерения. «То, что я чувствовал очень сильно, все чаще с течением времени, состоит в том, что тот факт, что ученые слишком боятся говорить об этих темах, означает, что вакуум ... заполняется людьми, которые действительно не знают научных фактов», - объясняет он ,
Профессор Рейх говорит, что сама наука не должна считаться защищенной от влияния давних предположений. «Я думаю, что есть огромная возможность для интерпретационного смещения. Я думаю, что генетические данные очень серьезно ограничивают модели, которые возможны сейчас», - говорит он.
Но он добавляет: «Есть некоторые преимущества, чтобы прийти к нему со стороны ... возможно, есть что сказать для нееврейского европейского человека, изучающего историю еврейского населения, или человека из Африки, изучающего историю Восточной Азии. в моей лаборатории я подтолкнул людей к работе над областями, которые не являются их собственным фоном ».
Глядя в будущее, профессор Рейх видит огромный потенциал для выявления неизвестных человеческих движений и обмена генов в разных частях мира.
«Я думаю, что Африка - это место, которое глубоко недопредставлено. Возможно, всего лишь 20 последовательностей генома в том, что является самым разнообразным местом в мире - местом с самой глубокой и сложной историей человечества», - сказал профессор Рейх.
«Это сравнивается с более чем 1000 геномами из Европы прямо сейчас, что является важным, но небольшим уголком мира».
Он добавляет: «Там так много дел».
Не теряйте данный канал из "Поля зрения", подписывайтесь на него,ставьте лайки и получайте самые актуальные, захватывающие, интересные и полезные темы, события, факты, происходящие как в России, так и в мире)))