«Колпачки» на ДНК. Как вычислить срок жизни и открыть загадки генетики
На вопросы «АиФ на Дону» о загадках генетики ответил доктор биологических наук, заведующий лабораторией «Идентификация объектов биологического происхождения» Академии биологии и биотехнологии Южного федерального университета Игорь Корниенко. История в лаборатории Юлия Морозова, «АиФ на Дону»: Вы занимаетесь именно молекулярной генетикой, что это такое? Игорь Корниенко: Классическая генетика (селекция) выводит новые и улучшает старые сорта растений или породы животных. Селекционера интересуют признаки, полезные для человека и его не интересует, почему, например, горошек, зелёный. А молекулярная генетика разбирается с тем, какой ген отвечает за этот цвет. Вообще генетика, на мой взгляд, одна из самых интересных наук. Представьте: человек состоит из десятков триллионов клеток, каждая - это самостоятельный биохимический котёл, в котором протекают разные сложные процессы. В клетке есть компактно упакованные молекулы ДНК. Если их развернуть, то длина нитей ДНК одной клетки достигнет двух метров. Умножим это на десятки триллионов клеток и получим огромную цепочку ДНК, которой можно обернуть не только Землю, но и всю Солнечную систему. - И эту цепочку вы изучаете? - Основная моя работа - это исследование ДНК древних животных и людей. Несколько лет назад московские учёные вскрыли два саркофага. Историки предполагали, что там покоятся родственники Ивана Грозного по отцовской линии. Нам на исследование предоставили найденные останки. Сложность заключалась в том, что наши коллеги дали нам лишь самую общую информацию о присланных образцах. Мы поработали с ДНК и определили, что это останки матери и дочери. Причём мать умерла при рождении дочери. Позже удалось установить, что это дочь (Евдокия) и внучка (Анастасия) Софии Палеолог, которая приходилась бабушкой Ивану Грозному. Так генетика помогла историкам. Мы также тесно сотрудничаем с археологами. Работали с захоронениями I века нашей эры в античном городе Танаисе. Определяли, как влияют различные типы почв юга России на сохранность ДНК в древних костях. Кстати, на Дону нам попадались даже африканские кости. Недавно в нашей лаборатории совместно с Донской митрополией мы проводили генетическую экспертизу останков святого Павла Таганрогского. По поводу этого святого были различные спекуляции и слухи, будто бы это останки императора Александра I. Несмотря на плохую сохранность ДНК, мы доказали, что мощи принадлежат одному человеку, Павлу Таганрогскому. - Несколько лет назад на острове Малый Ляховский (Новосибирский архипелаг в море Лаптевых) была обнаружена хорошо сохранившаяся туша мамонта. А можно ли клонировать это древнее животное? - Действительно, состояние найденной 60-летней самки шерстистого мамонта (она погибла примерно 30-40 тысяч лет назад) было хорошее. Мышечные волокна хобота сохранили свою структуру и имели красный цвет. Сейчас совместно с красноярскими и японскими коллегами мы проводим исследование частей этой туши. Но не на предмет создания клона. Ведь даже при клонировании овечки Долли использовали 227 яйцеклеток, чтобы получился один жизнеспособный клон. Остальные попытки были неудачны. То есть, процент удачи был менее 0,5. Но в случае с Долли брали живые яйцеклетки и ядра клеток. А у замороженной самки мамонта нет целых клеток и ядер, всё повреждено кристаллами льда. Давайте представим на минуту, что нам каким-то образом удалось добыть целые ядра клеток шерстистого мамонта. Но для его клонирования нам нужны десятки яйцеклеток азиатского слона. Их беременность длится два года, ждать положительные результаты придётся долго. А представьте стоимость этого клонированного мамонтёнка! По моим оценкам вероятность клонирования таким способом шерстистого мамонта близка к нулю. Но есть более перспективный метод - это редактирование генома азиатского (индийского) слона: постепенное внесение изменений в его ДНК. С каждым новым поколением родившиеся слонята будут всё более походить на мамонтят. Это долго и потребует огромных финансовых затрат, но более реально. Рай для учёного - Игорь Валерьевич, вы через несколько дней летите в Японию. Что именно интересует ваших зарубежных коллег? - Делимся опытом по изучению древней ДНК. Кроме того, у нас с этим университетом совместный проект по исследованию донских захоронений хазар, датируемых VIII-IX веками до нашей эры. Сейчас хазарский каганат - это почва для лженаучных открытий, идут постоянные споры о том, к каким народам они близки. Зарубежным генетикам Россия всегда была интересна, особенно Кавказ. Возьмём, например, США. Там выделяются всего несколько групп: европеоиды - к ним относятся все представители белой расы, монголоиды (джапаниз), коренные американцы (племена индейцев), латиноамериканцы и афроамериканцы. Всё обобщено и размыто. А возьмём, например, Дагестан. Здесь представлены более 30 народностей (аварцы, лезгины, кумыки и т.д.), они досконально прослеживают свои корни, свою историю, а кроме того имеют чёткие различительные национальные признаки. Но для любых исследований нам необходимы огромные мощности. Работать с древними костями тяжело. После смерти ДНК подвергается необратимым изменениям разложению от воздействия жары, влажности, ультрафиолетового излучения. Даже если вы получили генетический профиль, то нет никакой гарантии, что он не изменился под действием внешних факторов, а такой и был тысячи лет назад. Поэтому для исследования берём одновременно несколько костных фрагментов от одного скелета. Чтобы обобщить и анализировать огромное количество материала нужны мощные компьютеры, которые нам предоставляют специалисты Окинавского университета. Вот такое взаимовыгодное сотрудничество. - Расскажите подробнее об уникальном исследовании, благодаря которому военнослужащий, пропавший без вести во время Второй мировой войны, обрёл имя и родственников. - Бои на линии обороны «Миус-Фронта» шли ожесточённые, на некоторых участках потери нашей армии составили до трёх человек на один квадратный метр. Сейчас здесь постоянно работают патриотические поисковые отряды. Но вот установить личность найденных красноармейцев очень трудно: медальоны либо пустые (солдаты из-за суеверия не вкладывали в них бумажку со своими данными), либо документ в капсулах испорчен влагой. В январе 2016 года в районе Самбека обнаружили обломки самолёта, рядом - скелеты трёх человек. Серийный номер мотора уцелел, и поисковики связались с архивами. По документам стало известно, что этот самолёт пропал без вести 17 октября 1941 г. Удалось также узнать фамилии членов экипажа, среди них был стрелок люковой установки, младший сержант Владимир Дзюба. Но как определить, кто есть кто? На помощь пришёл молекулярно-генетический анализ. Этот метод сравнительный, нужен биологический материал погибшего и его прямых родственников. Мы стали разыскивать потомков бойцов и нам улыбнулась удача: в Краснодаре нашлась родная племянница красноармейца Дзюбы. Это помогло произвести все необходимые исследования. Через 75 лет после войны мы смогли вернуть погибшему сержанту имя и семью. Было бы хорошо создать сейчас генетическую базу данных (ДНК депозитарий) родственников пропавших без вести красноармейцев. Найдут, например, через 10 лет останки, а сравнивать материал будет уже не с кем, прямых родственников становится всё меньше. И солдата ждёт безымянная могила. Счётчик жизни - В ДНК содержится так много информации, а, может быть, там «прописана» и продолжительность нашей жизни? - Да, это можно узнать. Существует лимит Хейфлика, то есть клетка делится примерно 50-60 раз, а потом умирает. Этот процесс, хотите, назовите его старением, начинается уже у ребёнка во чреве матери. Поэтому с биологической точки зрения не совсем правильно считать днём его рождения дату появления на свет. На концах нашего ДНК есть «колпачки», они называются теломеры. При каждом клеточном делении размер молекул ДНК немного уменьшается. Рано или поздно теломеры сократятся до критической длины. И вот тогда запускается каскад болезней старости (онкология, сердечная, лёгочная недостаточность), снижается уровень иммунитета. Такой молекулярный «счётчик» у кого-то может щёлкнуть в 100 лет, а у кого-то в 70. При рождении двух младенцев можно сделать вероятностный прогноз, кто из них сколько может прожить. Однако не стоит забывать, что не всё определяется нашим геномом, среда тоже оказывает огромное влияние на продолжительность жизни. Нобелевским лауреатом Элизабет Блэкберн было показано, что курение укорачивает теломеры. Поэтому, не всё зависит от того, какую ДНК вы получили в наследство от родителей. Правильно питайтесь, занимайтесь спортом и долгая и счастливая жизнь вам обеспечена.
