Чтобы достать из доисторических костей или зубов всю человеческую ДНК, что в них есть, причём без бактериальных примесей, предложено использовать РНК современного человека, которую можно произвести в любом количестве и на любых генах.
Когда учёные берутся за расшифровку ДНК древних людей, то им приходится иметь дело лишь с короткими фрагментами молекул, которые к тому же составляют менее 1% от всей ДНК, найденной в останках: всё остальное принадлежит бактериям. Извлечь человеческую ДНК можно, если последовательно и неоднократно секвенировать всё, что найдено, но это слишком дорого, трудоёмко и не всегда оправдывает затраченные усилия.
С новым методом очистки ДНК родословную доисторических скелетов можно будет определять куда точнее. (Фото Gordon Wiltsie.)
Поэтому обычно используют другой метод: берут ДНК современного человека с теми генами, которые особенно интересуют исследователей, и запускают её к найденным образцам. ДНК нынешних и древних людей, хотя и могут различаться, всё равно достаточно близки, чтобы почувствовать комплементарное сродство друг к другу. Так исследователи могут выудить древнюю человеческую ДНК, не обращая внимания на бактериальный мусор.
Однако и этот способ не слишком дёшев. Кроме того, так можно работать лишь с небольшой частью генома. Мы ведь не знаем, какие человеческие гены остались в древних останках, и, по-хорошему, через такой образец нужно прогнать весь современный геном. Поэтому учёные выбирают лишь некоторые современные гены, на которые и ловят древнюю человеческую ДНК.
Однако специалисты из Стэнфорда (США) придумали, как можно без особых затрат проверить ДНК из останков на соответствие всему геному. Карлос Бустаманте (Carlos Bustamante) и его сотрудники предлагают использовать для этой цели РНК, которую можно произвести в пробирке в любых объёмах с небольшого ДНК-шаблона. Такие РНК соединяются с человеческой ДНК в ископаемом образце; сама же РНК соединена с особыми полимерными шариками, которые позволяют вымыть из реакционной смеси весь молекулярный мусор.
В итоге в руках исследователей оказываются шарики, на которых сидит РНК, связавшая ДНК. Чтобы освободить ДНК от РНК, всё это обрабатывают разрушающим РНК ферментом. Полученную ДНК можно направить на секвенирование: всё, что будет прочитано, относится к человеку, и это будет действительно вся человеческая ДНК, содержавшаяся в образце.
Естественно, метод уже испытали в деле — на древних костях, зубах и волосах возрастом от 500 до 3 500 лет. Оказалось, что количество человеческих последовательностей ДНК, которое можно получить таким способом, в 2–13 раз больше, чем если бы над образцом трудились в привычном порядке. То есть, грубо говоря, вместо одного человеческого гена из той же самой кости теперь можно вытащить 13. Понятно, что это позволит точнее представить историю развития человека, его миграций, генетических связей между группами и т. п.
Технология поможет не только тем, кто занимается сугубо человеческой историей и эволюцией. Так, авторы собираются таким образом обработать останки древних собак, чтобы поставить точку в споре о том, когда же их всё-таки одомашнили. Ну и, разумеется, нельзя забывать о криминалистике, в которой проблема очистки человеческой ДНК от чужеродных примесей не менее актуальна, чем в палеобиологии.
Результаты исследования опубликованы в American Journal of Human Genetics.
Подготовлено по материалам ScienceNOW. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
