Как геномът на Снежния човек беше разшифрован

През февруари тази година тексаският съдебномедицински експерт Мелба Кечум и колегите й публикували в специално създаденото интернет списание De Novo резултатите от анализ на генома на Йети (кавичките тук може да се поставят почти навсякъде).

От самото начало било ясно, че това е наивно дилетантство и опит да се вземе желаното за действително. Към описанията на стандартните методи за работа с генетичен материал е приложена здрава доза фолклор и видео от YouTube (виж по-долу), на което е изобразен спящ Снежен човек. Изводът от това е следният: Голямата стъпка съществува и не е маймуна, а хибрид между човек и неизвестен хоминид.

Редакцията на сайта Ars Tehnica запретнала ръкави да анализира детайлно статията и да зададе на Кечум няколко неприятни въпроса. Например как се получава така, че едни виждат в публикациите небрежно изпълнено изследване, а други – голямо научно откритие?

В статията се разказва за два генома, извлечени от образци, явно имащи отношение към Йети. Митохондриалната ДНК явно е човешка. А малка част от ядрения геном представлява смес от човешки и други последователности, едни от които са родствени един на друг, а други – не.

Биолозите, към които се обърнали журналистите за консултация, потвърдили очевидното – пред очите ни е резултат от замърсяване и деградация на образци, а също и небрежно събиране на ДНК.

Г-жа Кечум се защитава: „Направихме всичко възможно статията да бъде абсолютно честна и научна. Не разбирам какво искате още. Всичко, което искахме, е да докажем съществуването на Снежния човек и успяхме.”

Като начало нека разберем защо тя смята, че работата е извършена безупречно и защо греши.

Преди всичко да подчертаем, че обработката и подготовката на образците (а това е главното в такова дело) са изпълнявани от съдебномедицински експерти. Спор няма, тези хора може да се нарекат учени, тъй като в основата на съдебномедицинската експертиза лежи принципът за възпроизводимост на резултатите от експеримента, което е същината на научния метод. Но за разлика от генетика съдебномедицинският експерт е насочен към резултата. Очевидно това е и станало причина за грешката.

Анализът на ДНК вече много години се използва в криминалистиката, изработени са стандартни процедури, доказали своята състоятелност. Но тези методи никога не си поставят за цел пълното разшифроване на генома – достатъчно е да се получат данни, които може да се предоставят пред съда в качеството на улика. А авторите на „изследването” много искали да докажат на въображаеми съдебни заседатели, че Голямата стъпка съществува.

В ролята на образци влезли косми с различни размери. Космите са чести гости в лабораториите по криминалистични анализи, които трябва да определят дали те принадлежат на човек и по-точно на конкретен заподозрян и т.н. В дадения случай изследователите стигнали до извода, че космите не са човешки. Добре, да продължим нататък.

© Sasquatch Genome Project

Ако космите имат фоликули, от клетките им може да се изолира ДНК. Това било направено – със стандартната процедура. Били предприети не по-малко стандартни методи, за да се отсеят всички странични ДНК.

Според г-жа Кечум те успели – получена била чиста ДНК на притежателя на космите, затова изводите от нейния анализ са верни и Снежният човек съществува. Само си помислете – косъмът не е човешки, а митохондриалната ДНК, която се наследява само по майчина линия, е човешка!

Да, понякога (а по-точно почти винаги – това ще ви го каже всеки биолог) никакви предпазни мерки не са способни да ни застраховат от грешки. Но какво право имаме да твърдим, че в дадения случай изследователите наистина са направили грешка и са изследвали замърсени образци? Всичко е много просто – анализът дава противоречива информация. Трябвало е да видят в нея указанието за грешка и да препроверят резултатите.

За амплификация (увеличение, разпространение) на специфичните за човешката ДНК последователности се прилага методът полимеразна верижна реакция (ПВР). С помощта на кратки последователности, които се съчетават с части от човешкия геном, може да се създадат няколко копия на една-единствена молекула ДНК в образеца и така да се облекчи нейното откриване. В дадения случай се прилагали такива ПВР, които позволяват да се изолират участъци от ДНК, чиято дължина варира в различни човешки популации, което е много полезно за съдебномедицинските експертизи.

Ако ДНК е човешка и не е повредена много силно, то реакциите недвусмислено трябва да свидетелстват за това. Аналогичен резултат дава анализът на образци, съдържащи ДНК, на близки човешки родственици (напомняме, че геномът на шимпанзето съвпада с нашия над 95%). Колкото по-далече е животното от човека, толкова по-рядко сработват реакциите и ПВР все по-често дават последователности с неправилна дължина, тъй като съставът на ДНК в процеса на еволюция се променя.

Но не бива да очакваме, че ДНК спокойно си седи и чака кога ще се доберем до нея. Тя лесно се разпада на части, които с времето стават все по-малко и това оказва влияние на реакцията.

Като направили всичко, което сметнали за нужно, Кечум и колегите й се натъкнали на хаос. Едни реакции дали продукти ПВР с очакван, човешки размер, други – с нечовешки. Би било логично да изтълкуват последните като пълно отсъствие на реакция или дори генетичен материал. Картината се повтаряла отново и отново и следвало да се заключи, че или образецът принадлежи на животно, отстоящо далече от човека на еволюционното дърво, или ДНК силно е деградирала.

Учените се възползвали от електронната микроскопия и видели малки фрагменти ДНК, част от които имали единична (а не двойна) спирала. Нишките се свързвали с някои парчета и след това се разделяли в едноверижни секции, които отново се съединявали с отделни молекули. Подобна закономерност се наблюдава в присъствието на генетичен материал на далечни от нас бозайници – последователностите, кодиращи белтъците, съвпадат добре, а последователностите на участъците ДНК силно се разминават.

Буквално всичко говорело за това, че ДНК се е съхранила лошо и вероятно е замърсена. Това предполага, че методите, използвани за получаване на чиста ДНК, са били недостатъчно. Но авторите решили, че пред тях просто е много необичаен образец.

Мелба Кечум

Уви, „просто много необичайни образци” не съществуват. Човек не може да се кръстоса с други примати. Да, нашите предци са се чифтосвали с неандерталците и денисовците, но тях можем да ги смятаме само за наполовина сапиенси, тъй като нашите ДНК са много подобни. И все пак, вместо да отбият от очевидно лъжливия път, изследователите се спуснали още по-дълбоко. Изяснили, че всъщност част от ДНК е човешка, те направили извод, че са открили хибрид между човек и някакъв друг примат.

В неспециализираната литература често се пропуска, че човешките клетки всъщност съдържат два генома. Единият живее в хромозомите и се храни в ядрото – именно за него обикновено говорят, когато иде реч за човешкия геном. Вторият се намира в митохондриите – малки органели, произвеждащи част от клетъчната АТФ (аденозинтрифосфорна киселина). Това са потомци на някога свободни бактерии, които преди милиарди години здраво са свързвали живота си с клетките, но са съхранили реликт от своя геном.

Митохондриалната ДНК е ценен инструмент за проследяване на популацията на човека и други видове. Тъй като този геном няма пълен набор средства за репарация (възстановяване) на ДНК и не е способен да премине процес на рекомбинация, той мутира много по-бързо от ядрения. Това води дотам, че дори при тясно свързаните популации има различия в митохондриалната ДНК. Освен това във всяка клетка се намират стотици митохондрии и при всяка има десетки копия на генома. Затова винаги е относително лесно да се получат образци на митохондриална ДНК, дори ако образецът силно е деградирал или замърсен.

Следователно, секвенирайки митохондриалния геном на своите образци, авторите са получили последователност на човек, а не на примат, далечен роднина на човека.

Всичко сочи, че успешното кръстосване между хората и близкородствени видове (например неандерталци и денисовци) се е случвало относително рядко. Има смисъл да се очаква, че съществото, напомнящо ходещ човек, има по-малко отношение към човечеството, отколкото гореспоменатите, тоест шансовете за интербридинг (непрекъснато кръстосване) намаляват още повече. Но образците са дали различни последователности на митохондриалната ДНК, тоест кръстосването е ставало много пъти. Освен това се получава, че хибридите никога не се кръстосват със самки от тези хипотетични примати. Накрая тези примати очевидно са измрели, щом не е открит нито един пример на тяхна митохондриална ДНК.

Единият от образците е описан в подробности от г-жа Кечум. Според нея той се отнася към хаплотип, възникнал в Испания преди около 13 000 години. Следователно хибридизацията не е могла да се случи преди появата на този хаплотип.

На пръв поглед е невъзможно да се построи стройна хипотеза. Очевидно в ръцете на изследователите са се оказали човешки образци, силно замърсени, което добре обяснява разнообразието и възрастта на последователностите.

Но да не забравяме, че за Кечум възможността на очевидното изтълкуване е изключена. Авторите смятат, че в епохата на последния ледников период група европейци и африканци (sic!), скитайки се по безкрайните ледници на Северния Атлантик, са стигнали до Северна Америка.

Наистина има хипотеза за това, че ловците от солютрейската култура са пресекли по ледовете на Атлантика и са основали няколко селища на източните брегове на Северна Америка, след което или са измрели, или са били асимилирани от азиатците. Но това предположение не е харесало на г-жа Кечум. Тя не изключва, че кръстосването е могло да стане в Европа, след което Снежният човек по някакъв начин се е озовал в Америка – по-скоро по суша на мястото на Беринговия проток. „Те са могли да пресекат целия свят на двата си крака – казва изследователката. – Толкова са бързи!”

Във всеки случай според Кечум това са незначителни детайли. „Ние не знаем как са попаднали тук. Просто знаем, че са го направили.”

И така, досега странностите в изследването бяха свързани не с методи, а с интерпретация на резултатите. Но щом авторите пристъпили към изучаването на конкретните последователности на генома, започнали истинските проблеми. Някои образци носели недостатъчно ДНК, за да се направи тяхното секвениране на една от платформите с висока производителност. Показателят на качеството говорел, че последователностите са достатъчно, за да се съберат в геном. (Колкото и да е странно, учените грешно интерпретирали това като указание, че пред тях е последователност на една особа).

Но нека за известно време да спрем и да се опитаме да си представим, че изводите на авторите са верни – тоест Голямата стъпка съществува и е плод на любовта на човека с някой непознат хоминид.

Известно е, че нашите предци са се кръстосвали с неандерталци и денисовци и резултатите от такива бракове, естествено, трябва да са били нещо от рода на човек, тъй като неандерталците и денисовците много приличали на хората. Следователно за производството на Снежния човек хората трябвало да се кръстосват с някой по-далечен роднина, но не толкова далечен колкото шимпанзето.

Как би изглеждал геномът на такъв хоминид? Геномите на неандерталците и денисовците силно приличат на човешкия. Геномът на хоминида Х трябва силно да се отличава от нашия, но не по-силно от генома на шимпанзето. От гледна точка на широкомащабната структура геномите на човека и шимпанзето са почти идентични, има само шест места с големи структурни различия, тоест общо 11 точки на прекъсване. Нито една от тези точки не се намира на 11-ата хромозома, която се опитали да реконструират авторите, така че с това всичко е наред.

Ако се съсредоточим върху тези области от генома, където няма гореспоменатите големи участъци, разделящи човека и шимпанзето, то нашите и техните геноми съвпадат 99%. Може да се предположи, че геномът на хоминида, с който може да се е кръстосал нашият прародител, трябва да съвпада с нашия 97–98%.

Хибридите от първото поколение ще притежават геноми от родителите в съотношение 50 към 50. Разбира се, своята дума ще каже естественият подбор, но като цяло около 90% от човешкия геном се намира под селективен натиск, а основната част от останалия е идентична при двамата родители. В резултат по случаен начин може да се наследяват 98–99% от гените на двата вида.

Очевидно авторите на изследването не са си поставили за цел да изяснят какво имат пред себе си. Те изхождали от твърдото убеждение, че това са чисти образци от ДНК на Йети, и всички странности били приписани на този факт. А причината е, че г-жа Кечум с очите си била видяла Голямата стъпка и горяла от желание да разкаже това на цял свят. По думите й тя се запознала с ентусиасти, живеещи на тайно място, където те могат да си „общуват” със Снежния човек. Последните били привикнали към хората да се приближават на разстояние, от което могат да ги разгледат.

Кечум твърди, е подобни „явки” се пазят в тайна, за да не се заинтересуват от Снежния човек журналисти, ловци и съдържатели на зоопаркове. Накратко, госпожата е загрижена да предпази Голямата стъпка от излишното любопитство, което може да му навреди.

Но ето че в косъм, който бил идентифициран като нечовешки, била открита човешка митохондриална ДНК и г-жа Кечум искала да засрами скептиците. А всичките несъответствия на изследването си тя смятала за загадка, заслужаваща по-нататъшни разисквания.

„Резултатите са такива, каквито са, и аз нямам намерение да ги вписвам в общоприетите научни модели, мястото им не е там”, казва тя.

Източник: Ars Technica