Я вынужден признаться перед вами в серьезном личном недостатке, точнее, глубокой несостоятельности. Я совершенно тупею, когда пытаюсь осознать дикое многообразие иммунологических типов тканей. Среди моих ближайших друзей есть специалисты по клеточной иммунологии, для которых группы тканей - это вся их жизнь; в институте, где я работаю, таких специалистов множество. А вот у меня в мозгу что-то отключается с громким щелчком, как только начинают описывать разные группы тканей. Все они начинаются с сочетания трех букв: HLA. К нему присоединяются окончания, состоящие из комбинации букв и цифр: HLA- DRB1, HLA- DPB2, HLA- B27 и так далее. Время от времени я хожу на семинары, где меня выбивают из колеи слайды с таблицами, заполненными этой жуткой цифро-буквенной смесью. Многократно я пытался сосредоточиться, думая, что если я очень постараюсь, то смогу вникнуть и что-то понять. Кончилось тем, что мне приходится объяснять этот материал студентам, которым я читаю генетику. А толку мало. Я убедился в том, что генетически не способен разобраться в группах тканей и могу сказать о них лишь одно: их на свете столько, что оторопь берет. К счастью, для нашей истории этого вполне достаточно. Поскольку их очень много и набраны богатые данные по Полинезии, Южной Америке и Юго-Восточной Азии, сопоставить их оказалось относительно просто. Было бы естественно предположить, что больше всего совпадений будет у полинезийцев и жителей Азии. Не тут-то было! Тип, который называется HLA - Bw48, очень редко встречается у всех, за исключением полинезийцев и североамериканских индейцев. Однако, несмотря на большое разнообразие материала, эволюционная связь между различными тканевыми типами не была изучена. Так, к примеру, о типе HLA - Bw48, том самом, что был обнаружен еще и в Северной Америке, невозможно было сказать, близко ли связан он с другими полинезийскими типами или нет. Сравните эту ситуацию с той, которую мы получили по митохондриальной ДНК жителей Раротонга. Мы знали, что получили три разновидности, знали также, что две из них очень близко связаны друг с другом, а третья с ними не связана совсем. Это, как вы потом увидите, нам очень здорово помогло. Мы могли изучать другие страны и не просто искать в них полинезийский тип митохондриальной ДНК, но и другие, похожие на него.
К тому времени, как я задумал повторную поездку на остров и убедил Королевское общество оплатить ее - ведь именно они финансировали первое плавание Кука на Таити, и я именно это подчеркнул в своей заявке,- стали появляться данные других исследователей по коренному населению Северной и Южной Америки. Точно так же, как в пробах с Раротонга выявился один основной кластер (если принять два очень близких типа за две подгруппы одного кластера и забыть о единственном отличающемся случае - туристе), в двух Америках было обнаружено четыре основных кластера. Три из них имели совершенно другие последовательности митохондриальной ДНК; четвертая несколько напоминала основную последовательность Раротонга - 189, 217, 247, 261, но только по двум позициям - 189 и 217. Это уже было интересно. Но кроме того, в ДНК жителей Раротонга и коренных американцев обнаружилась еще одна удивительная общая черта. В кольцеобразной молекуле их митохондриальной ДНК на участке, противоположном контрольному региону (а именно его последовательность мы изучали), отсутствовал маленький кусочек ДНК, всего девять оснований. Это, вне всяких сомнений, повышало вероятность того, что полинезийский и американский тип окажутся родственными. Все шло к тому, что победит Хейердал.
Я услышал о том, что на Гавайях Ребекка Канн (один из соавторов, опубликовавших в 1987 году вместе с Алланом Уилсоном оригинальную статью о митохондриальной ДНК и эволюции человека) занимается изучением ДНК у коренных островитян. Это было трудное дело, потому что, в отличие от Раротонга, на Гавайях почти не осталось туземного населения. В результате двухсотлетней иммиграции, главным образом из Азии и Америки, исконное население острова сократилось до минимума, причем многие коренные гавайцы влачили жалкое существование - к этому привело пресловутое колонизаторское наследие. Однако в последнее время политика по отношению к коренному населению изменилась, появились специальные стипендии и пособия, выплачиваемые коренным жителям Гавайев, для получения которых было необходимо представить доказательства своего происхождения. Одним из способов получить такое доказательство был анализ ДНК, так что это послужило хорошим стимулом к тому, чтобы заниматься митохондриальной генетикой коренных гавайцев.
Во время второй поездки на Раротонга я созвонился с Бекки Канн на Гавайях, и вот мы сидим в ее лаборатории и, вместе с ее аспирантом Коджи Лумом, сравниваем наши результаты. Почти сразу же мы отметили, что обнаружили один и тот же основной полинезийский тип с выпадением фрагмента и одинаковыми вариантами контрольного региона. Нас взволновало это открытие - ведь оно доказывало общность народов Гавайев и Раротонга, живущих на расстоянии трех тысяч миль друг от друга. Я уже представлял себе необъятный океан, разделяющий две группы островов, и фантастические путешествия, которыми были унесены за море эти гены. Не то чтобы результат был совсем неожиданным, он лишь подтверждал многочисленные свидетельства, от капитана Кука до наших дней, согласно которым полинезийцев связывает общее происхождение, просто было очень здорово получить доказательство этому. Бекки неохотно отправилась готовиться к семинару, оставив нас с Коджи в кабинете, где мы наперебой восторгались путешествиями полинезийцев, принесших эти гены в Раротонга и Гавайи.
То, что за этим последовало, происходит в науке чрезвычайно редко; это был один из уникальных моментов, когда вдруг приоткрывается завеса над чем-то, чего никто никогда прежде не знал и не видел. Я уже собирался упаковать свои записи и тут припомнил о нетипичной последовательности с Раротонга, той самой, которую я приписал туристу и о которой вообще-то просто забыл. Обернувшись к Коджи, я спросил, не встречалось ли ему что-нибудь подобное среди гавайских проб. Он сказал, что сейчас проверит, и достал свои списки с результатами. Среди них был один, стоящий особняком. Я снова разложил свои записи на бумаге, напоминающей рулон обоев,- ноутбуки тогда еще не появились,- где были записаны результаты с Раротонга, и почти сразу отыскал необычную последовательность. Сначала последовательности Коджи совершенно не совпадали с моими, а затем мы сообразили, что читаем их с разных концов. Я перевернул свои и начал вслух читать странную раротонгианскую последовательность. Я читал ее слева направо. Первый вариант стоял в позиции 144.
- Есть у тебя что-нибудь 144? - спросил я.
- Да,- сказал Коджи.
Я передвинулся на четыре позиции, к 148.
- Что-нибудь на 148?
- Да, в том же образце,- ответил он.
Я почувствовал, как холодок пробежал по спине. Я продолжил: -223?
- Да.
- 241?
- Да.
Я заспешил.
- 293?
- Да.
- 362?
- Да!
Они были идентичны. Мы одновременно подняли головы от записей. Наши взгляды встретились, а лица расплылись в широких, безмолвных улыбках. Это была совсем не ДНК заезжего туриста. Если только в мои пробы каким-то чудом не попала кровь туземного жителя Гавайев, проводящего каникулы в Раротонга, то перед нами, очевидно, был второй подлинный тип ДНК полинезийцев, который проник в глубины Тихого океана и достиг Островов Кука и Гавайев. Откуда он родом? Чтобы ответить на этот вопрос, потребовалось еще полгода.
Я вылетел назад в Раротонга, больше, чем раньше, уверенный, что мы стоим на пороге открытия тайны, окутывающей происхождение полинезийцев. Здесь Малькольм, у которого я остановился, как и в первый приезд, устроил мне встречу с секретарем премьер-министра. В большинстве стран это было бы совершенно невозможно, но в Раротонга встреча состоялась - на рождественской вечеринке, которую Малькольм организовал на пляже. Просто замечательно, что я был представлен Тере Тангиити и успел условиться с ним о встрече в самом начале праздника, потому что в навсегда врезавшихся в память воспоминаниях об этой вечеринке нет места налаживанию дипломатических контактов - жива только память о синем цвете: цвете ликера Кюрасао, смешанного с шампанским - то есть о коктейле "Голубая лагуна". "Голубая лагуна", омлет с дарами моря и моя пищеварительная система - три несовместимые вещи. Я считаю, что сделал тогда интересное научное открытие - неважно, что именно используют для придания цвета ликеру Кюрасао, желудок человека переварить эту субстанцию не в силах. С тех пор минуло десять лет, но меня по-прежнему начинает подташнивать при одном виде "Голубой лагуны".
Мне необходимо было получить разрешение кабинета министров и заручиться поддержкой Джорджа Котеки из департамента здоровья, чтобы набрать по возможности более обильный материал ДНК на Раротонга и других островах. С членами кабинета я познакомился в офисе премьер-министра, расположенном над почтой, и они оказали мне всяческое содействие. За несколько недель я собрал пятьсот образцов с островов Раротонга, Атиу, Аи-тутаки, Мангайя, Пукапука, Ракаханга, Манихики и даже с крохотного атолла Пальмерстона (с населением шестьдесят шесть человек). Я тщательно упаковал все пробы в лед и отправился домой в Оксфорд.
Глава VII
ВЕЛИКИЕ ПУТЕШЕСТВЕННИКИ
Институт молекулярной медицины, в котором находится моя лаборатория, был создан благодаря пионерским научным исследованиям его основателя и первого директора - профессора сэра Дэвида Уэзералла. На протяжении последних двадцати пяти лет его работа была посвящена наследственным заболеваниям крови, в особенности тем, которые затрагивают основной компонент красных кровяных телец, или эритроцитов,- гемоглобин. Заболевания крови в северных широтах не так уж часто встречаются, но на здоровье народов Африки, Азии и Средиземноморского региона Европы оказывают поистине разрушительное действие. Основные заболевания - серповидно-клеточная анемия на юге Сахары в Африке и талассемия в Азии и Средиземноморье - ежегодно косят сотни тысяч детей. Причина этого бедствия заключается в незначительных на первый взгляд мутациях в генах гемоглобина, в результате которых нарушается способность эритроцитов переносить кислород. При серповидно-клеточной анемии изменяется внешний облик эритроцитов - их форма и дала название болезни, они теряют способность двигаться, скользя, протискиваясь и не задевая друг друга, по руслу тончайших кровеносных сосудов. Это нарушает доступ крови, а с ней кислорода к живым тканям организма. При талассемии изменяется структура самого гемоглобина, он образует внутри эритроцитов плотные желеобразные сгустки, в результате клетки разрушаются в селезенке. В любом случае анемии могут приводить к очень тяжелым последствиям и представляют угрозу жизни, если их не лечить, а единственным эффективным способом борьбы с ними до сих пор остаются регулярно повторяющиеся переливания крови, которые - не говоря уже об их побочном эффекте, возникающем от переизбытка железа в организме,- слишком дороги для государственного здравоохранения в большинстве пораженных этими заболеваниями регионов.
Почему эти болезни поражают людей в одних местах, оставляя в покое другие? Ответ на этот вопрос - малярия. Серповидно-клеточная анемия и талассемия обнаружены в тех регионах, для которых малярия была эндемична. Обеим болезням для того, чтобы развиться, требуется наличие двойного набора мутантного гемоглобинового гена - по одному гену от каждого из родителей. При этом родители - носители одного мутантного гена, сами не страдают от болезни. Большинство наследственных заболеваний следуют той же схеме; для европейцев, например, типично заболевание кистофиброзом, при котором у родителей, несущих по одному мутантному гену, симптомы заболевания также не проявляются. По причине, которая даже в настоящее время остается не вполне ясной, малярийному плазмодию, паразиту, вызывающему малярию, стоит большого труда внедряться в эритроциты носителей серповидно-клеточной анемии и талассемии, вследствие чего носители этих болезней в меньшей степени подвержены малярии. Через много поколений эта устойчивость к малярии приводит, благодаря механизмам естественного отбора, к широкому распространению мутантных гемоглобиновых генов в малярийных регионах. Однако, хотя носителям мутантного гена он помогает, для их детей эти мутации могут стать смертельно опасными, потому что в случае, если оба родителя являются носителями мутантных генов, кое-кто из детей может заполучить по одному такому гену от каждого, а это неизбежно приведет к заболеванию анемией. Из-за драматических колебаний от преимуществ мутации к риску лишиться потомства, в малярийных регионах поддерживается высокий уровень гемоглобиновых мутаций. Малярия напрямую не вызывает анемии, но делает это опосредованно, способствуя появлению, распространению и даже расцвету гемоглобиновых мутаций, а в них и заключена истинная причина этих заболеваний. Следовательно, даже если удастся искоренить малярию в каком-то месте, это не будет означать, что и болезни сразу исчезнут. В средиземноморских регионах Европы - в Сардинии, Италии, Греции, на Кипре и в Турции - малярия практически исчезла благодаря программам, направленным на истребление малярийного комара - переносчика малярийного плазмодия. А талассемия по-прежнему существует. Десятки тысяч людей все еще несут гемоглобиновые мутации, и снизить уровень заболеваемости, хотя бы частично, можно лишь с помощью совершенно другой программы, направленной на генетическое тестирование будущих родителей, которое позволяло бы выяснить, являются ли они носителями мутантных генов.
Многие жители Средиземноморья эмигрируют оттуда в разные страны, особенно в Соединенные Штаты, Канаду, Австралию и Британию. С ними, точнее, внутри их, путешествуют гены талассемии, а значит, и сама болезнь. Точно так же, ранее в результате насильственного вывоза африканцев, ген серповидных эритроцитов проник и в Северную Америку, где серповидно-клеточная анемия встречается до сих пор, даже в отсутствие малярии. Постепенно, через много поколений, мутантные гены сойдут на нет в этих популяциях, отчасти в результате активных программ, направленных на решение этой проблемы, отчасти же просто из-за высокой смертности больных анемией. Без малярии, которая помогала их распространению, они разделят судьбу всех генов, носителей заболеваний, исчезновение которых происходит в результате естественного отбора.
Раскрытие механизма распространения серповидно-клеточной анемии и талассемии оказало огромное воздействие на развитие генетики. Не будет преувеличением сказать, что, если бы не работы по двум этим заболеваниям, определившие направление исследований, вряд ли можно было бы ожидать тех великолепных успехов, которых, начиная с середины 1980-х годов, достигла медицинская генетика. Именно исследования наследственных анемий послужили для медиков и ученых окончательным доказательством того, что простые мутации в генах действительно приводят к возникновению болезней.
Эти исследования заинтересовали меня, когда я расследовал происхождение полинезийцев, а причины этого интереса были куда более прозаическими. На островах Океании и Юго-Восточной Азии, главным образом в Папуа-Новой Гвинее, Вануату и Индонезии, проводились те исследования, которые, наконец, доказали связь между талассемией и малярией. Гены талассемии удавалось обнаружить только в заболоченных низинах неподалеку от берега, где свирепствовала малярия, тогда как в гористых внутренних районах, на больших высотах, где комары не жили, опасные гены практически отсутствовали. Результатом этого исследования было и то, что холодильники в Институте молекулярной генетики ломились от образцов ДНК с этих островов. Ходить за ними было недалеко - мне стоило только подняться на второй этаж института, где я работал, и я приумножил свою коллекцию образцов из Полинезии, добавив к ней замечательное собрание, которое покрывало (более или менее полно) огромное расстояние от Юго-Восточной Азии до далекой Пацифики. Если полинезийцы шли именно этой дорогой, то мы обязательно должны были найти их след в виде "разбросанной" по пути митохондриальной ДНК.
За лето 1992 года я расшифровал последовательности для тысячи двухсот митохондриальных ДНК. Первым делом предстояло установить, есть ли среди них такие, где отсутствует небольшой фрагмент. На Раротонга такое выпадение было обнаружено в девятнадцати из двадцати проб, а проверить это было довольно просто. И вот результат: такая же особенность очень часта на Самоа и Тонга; западнее, в Вануату и на побережье Новой Гвинеи, она встречается немного реже. В пробах с Борнео и Филиппин встречалось еще реже выпадение фрагмента ДНК, но все же мы обнаруживали его и там и даже западнее - у туземных жителей Тайваня. Это было похоже на солидный довод в пользу азиатского происхождения островитян Полинезии. Но, если вы помните, из публикаций в научной прессе мы уже знали, что точно такое же выпадение маленького фрагмента ДНК находили и в Северной и в Южной Америке. Неужели мы оказались в той же безвыходной ситуации, что и все те, кто до нас пытался разгадать головоломку с помощью генетики и оказывался не в состоянии различить гены, пришедшие в Полинезию прямиком из Азии, от генов, попавших туда непрямым путем, по перешейку через Америку? Наша последняя и единственная надежда была на то, что мы сможем разобраться во всем с помощью последовательности контрольного региона.
