В общем, такого эффекта от статьи я не ожидал. Ее цитировали на первых полосах главных газет, новость передавали по радио и транслировали по телевидению по всему миру. Всю следующую неделю после публикации я провел на телефоне с журналистами из разнообразных изданий. Я работал над исследованиями древней ДНК с 1984 года, и постепенно у меня рождалось убеждение, что неандертальскую ДНК выделить возможно. Прошло девять месяцев с того момента, как Матиас поднял меня с постели, заявив, что выданная секвенатором ДНК не человеческая. У меня было время, чтобы свыкнуться с этой мыслью, а вот остальной мир новость, похоже, совершенно потрясла. Когда шумиха в прессе немного улеглась, я смог выдохнуть, осмотреться, оценить сделанное и задать себе вопрос: “А что дальше?”
Глава 2
Мумии и молекулы
Началось все вовсе не с неандертальцев, а с египетских мумий. Когда мне было тринадцать, мама взяла меня в Египет, и с тех пор история Древнего Египта приводила меня в живейший трепет. Но когда я начал заниматься ею всерьез в Университете Упсалы в моей родной Швеции, то стало совершенно ясно, что все эти фараоны, пирамиды и мумии не более чем юношеское романтическое увлечение. Я делал домашние работы, я учил иероглифы, я зубрил исторические даты и факты, я даже два лета подряд корпел над каталогами глиняных черепков в Музее истории Средиземноморья в Стокгольме и мог бы вполне остаться там работать, будь у меня и вправду желание стать шведским египтологом. В музее я заметил, что и в первое лето, и во второе одни и те же люди делали одну и ту же работу… И даже больше – они ходили обедать в один и тот же ресторан, всегда в одно время; заказывали всегда одну и ту же еду, за обедом неизменно обмусоливали давно известные египтологические загадки и одни и те же приевшиеся академические сплетни. И я решил, что египтология слишком для меня неповоротлива. Не так я представлял свою профессиональную жизнь. Мне хотелось чего-то восхитительного, созвучного с миром, который я видел вокруг.
Разочарование ввергло меня в душевный кризис. И потому я, следуя к тому же совету моего отца, получившего диплом биохимика, решил уйти в медицину с расчетом заняться фундаментальными исследованиями. Я поступил в медицинскую школу при Университете Упсалы и через несколько лет с удивлением обнаружил, что мне очень нравится наблюдать пациентов. Казалось, что это одна из немногих профессий, позволяющих не только встречаться с самыми разными людьми, но еще и немного улучшать их жизнь. Неожиданно во мне открылся талант ладить с людьми. Из-за этого после четырех лет обучения я снова попал в ловушку, не понимая, чего хочу дальше: оставаться врачом-практиком или все же перейти на фундаментальные исследования, как и планировал вначале. Последнее перевесило, я рассудил так: если захочу (а скорее всего, так и будет), то после защиты диссертации всегда смогу вернуться в больницу. Меня взяли в лабораторию Пера Петтерссона, одного из известнейших тогда ученых в Упсале. Незадолго до того его группа впервые расшифровала и клонировала последовательность одного из антигенов, важнейших белков главного комплекса гистосовместимости (ГКГС), одного из тех, что сидят на поверхности иммунной клетки и узнают чужеродные вирусные или бактериальные белки. Так что Петтерссон не только углубил биологическое знание, да еще с выходом в клиническое применение, но и использовал новейший на тот момент метод клонирования и трансформации ДНК: в его лаборатории практиковали клонирование ДНК, внедряя ее в бактерий.
Петтерссон пригласил меня присоединиться к исследованиям одного из белков аденовируса, того самого вируса, который вызывает понос, насморк и другие простудные проявления, не самые приятные в жизни. Предполагалось, что этот вирусный белок, попав в клетку, связывается с антигеном. Эта связка специально выставляется на поверхность клетки, и тогда ее могут узнать клетки иммунной защиты; в результате иммунные силы активизируются и уничтожают инфицированные вирусом клетки. С этим белком мы работали три года. За это время мы постепенно пришли к пониманию, что исходная гипотеза полностью неверна. Выходило, что данный белок, вместо того чтобы выступить беспомощной мишенью иммунной системы, нарочно ищет антигены внутри клетки. А найдя, соединяется с ними, блокируя их транспорт на поверхность клетки. Из-за этого инфицированная клетка не может отправить на поверхность сигнальную ракету – антиген, и иммунная система не распознает заразу вовремя, в результате клетка умирает. Этот белок, образно говоря, прячет аденовирус. Фактически клетка превращается в долговременного производителя аденовируса и может работать в этом режиме, пока живет сам инфицированный носитель. То, что вирусы способны таким способом обманывать иммунную систему хозяев, было настоящим откровением, и в результате мы опубликовали целый ряд высокопрофильных статей в лучших журналах. На деле выяснилось, что таким же путем с иммунной защитой хозяев справляются и другие аденовирусы.
Так я впервые попробовал науку переднего фронта, и она оказалась пленительной. Впервые (и потом еще не раз) мне пришлось столкнуться с болезненным осознанием собственных ошибок, ошибок коллег, мучительным процессом убеждения ближайших соратников и всего мира в том, что правда за тобой, что новая идея истинна. Все это, как я увидел, неизменно размечает путь научного прогресса.
Но каким-то удивительным образом, посреди всего этого биологического волшебства, я не мог до конца изгнать из головы романтическую привязанность к Древнему Египту. Как только выдавался свободный час, я бежал слушать лекции в Институт египтологии, не бросил и курс коптского языка, на котором говорили египтяне в раннехристианское время. Я подружился с Ростиславом Гольтгоером, веселым финским египтологом, обладающим феноменальной способностью дружить со всеми без всяких социальных, политических и культурных ограничений. Часто в конце семидесятых и начале восьмидесятых за долгими вечерними посиделками у него дома я жаловался, что обожаю египтологию, но не вижу для нее особенного будущего, и при этом молекулярную биологию тоже обожаю, потому что у этой науки практически безграничные перспективы для улучшения человеческого благосостояния. Я разрывался между двумя этими равно заманчивыми возможностями, а мне никто не сочувствовал: действительно, чего жалеть молодого парня, который страдает, что встретился сразу с двумя прекрасными предложениями.
Но Ростислав терпел меня. Он внимательно выслушивал мои рассказы, как ученые научились извлекать ДНК из любого организма (без разницы, гриб ли это, бактерия, вирус, растение или человек), присоединять ее к плазмиде (транспортер, состоящий из небольшой циклической ДНК), а затем запускать в бактерию, где плазмида размножится тысячекратно вместе с остальными хозяйскими генами. А еще я объяснял, как мы умеем теперь определять нуклеотидную последовательность этой чужеродной ДНК и находить разницу между последовательностями двух индивидов или двух видов. Чем больше похожи две последовательности (то есть чем меньше число различий между ними), тем они ближе, родственнее друг другу. На самом деле по числу общих мутаций можно определить не только долгий эволюционный маршрут двух наборов ДНК, так или иначе изменившихся, стартовав от общей предковой последовательности, но и прикинуть, сколько именно времени назад существовала эта предковая ДНК. Так, в 1981 году британский биолог Алек Джеффрис проанализировал нуклеотидные последовательности гена красного пигмента крови у человека и человекообразных обезьян и определил, когда началась независимая эволюция этих генов. Очень скоро, говорил я тогда, то же самое можно будет проделать со многими генами и многими особями и видами. Работая в этом ключе, ученые смогут сказать, насколько разные виды связаны родством друг с другом и когда разошлась их история; ни морфология, ни окаменелости не дадут той точности, какая возможна при молекулярных сравнениях.
Я рассказывал и рассказывал обо всем этом Ростиславу, и в моей голове зрел вопрос. Может, не стоит ограничиваться исследованиями образцов крови и тканей живых организмов? Что, если взять, к примеру, египетские мумии? Могут ли в них сохраниться молекулы ДНК? И что будет, если их взять (если они, конечно, найдутся) и присоединить к плазмиде, а потом заставить бактерии их реплицировать? Возможно ли изучить древнюю последовательность ДНК и вывести, в каком родстве фараоны состояли друг с другом и с современными людьми?.. И если все это получится, то нам откроются тайны, которые не может разрешить классическая египтология. Например, как связаны современные египтяне с тем народом, которым правили фараоны 2000–5000 лет назад. Или как крупные политические и культурные события – скажем, завоевания Александра Македонского в IV веке до н. э. или Арабские завоевания в VII веке н. э. – повлияли на народонаселение Египта, произошло ли замещение большой части популяции или нет. Или вот еще: что заставляло народ перенимать новый язык, религию, жизненный уклад – военные либо политические события или нечто другое? В общем, кем были те люди, которые строили пирамиды, осталось ли от них хоть что-то в сегодняшних египтянах или они настолько перемешались с народами-завоевателями, что ничего не оставили в наследство современному населению Египта. От этих тайн захватывало дух. И наверняка ведь подобные идеи приходили в голову не мне одному.
Я отправился в университетскую библиотеку и поискал информацию в журналах и книгах. О выделении ДНК из древних материалов ничего не нашлось. Похоже, никто даже не пытался это сделать. Или пытались, но ничего не получилось, потому что, если бы получилось хоть что-то, публикация бы, конечно, была. Я поговорил кое с кем из более опытных аспирантов и коллег в лаборатории. Мне возразили, что, мол, ДНК очень неустойчива, потому откуда я взял, что она может сохраняться тысячи лет. Такие разговоры не обнадеживали, но я все равно не терял надежды. В своих литературных поисках я нашел статьи, в которых авторы сообщали об обнаружении белков в музейном экспонате, простоявшем там триста лет; и эти белки все еще реагировали с антителами. Мне также попались статьи, где заявлялось, что у египетских мумий под микроскопом можно увидеть очертания клеток. Так что кое-что все же сохранялось, по крайней мере иногда. И я решил провести несколько экспериментов.
Для начала нужно было решить, может ли ДНК сохраняться хоть сколько-нибудь долго после смерти. Мне казалось, что по крайней мере в обезвоженных тканях может. Ведь ферменты, разлагающие ДНК, активны лишь в присутствии воды. А бальзамирование мумий в Древнем Египте представляет собой именно процесс обезвоживания. Это предположение нужно было проверить в первую очередь. Поэтому летом 1981 года – а летом в лаборатории остается не очень много людей – я пошел в магазин и купил кусок телячьей печени. Чек из магазина я приклеил на первую страницу нового рабочего дневника, где собирался вести записи эксперимента. А на обложке написал только свое имя, потому что решил держать свои опыты в тайне сколько будет возможно. Петтерссон мог запретить мне своевольничать: он мог подумать, что эксперименты лишний раз отвлекают меня от высокорейтингового исследования молекулярных механизмов иммунной системы, над которым я, по идее, должен без устали трудиться. В любом случае мне хотелось как-то обезопасить себя от насмешек коллег, если – что очень вероятно – эксперименты провалятся.
Чтобы как-то сымитировать египетскую мумификацию, я решил подержать телячью печень в духовке при температуре 50 оС. В лаборатории. В результате мой секрет был немедленно раскрыт. На второй день из-за невыносимого запаха я вынужден был объясниться, и мне пришлось подробно рассказать о проекте, пока кто-нибудь не нашел печень и не выбросил ее. К счастью, по мере усыхания запах слабел, так что до моего профессора не дошли ни толика смрада и ни единого словечка о протухшей в его лаборатории телячьей печени.
Через несколько дней печенка высохла и стала черно-коричневой, совсем как египетские мумии. Я выделил из нее ДНК, и все прекрасно получилось. Она, ДНК, рассыпалась на кусочки по нескольку сотен пар нуклеотидов; это, конечно меньше, чем последовательности из тысяч пар нуклеотидов из свежей ткани, но все же неплохо. Я чувствовал, что правда за мной. И в мертвых тканях может сохраняться ДНК, хотя бы в течение дней или недель, и это не так уж нелепо, как кажется на первый взгляд. Но если говорить о тысячах лет? Очевидно, следующий шаг – провести тот же фокус с египетской мумией. И тут пригодилась дружба с Ростиславом.
Ростислав был уже подготовлен моими стенаниями о египтологии и биологии и с радостью согласился посодействовать продвижению египтологии в молекулярную эру. В том музейчике, которым он заведовал, было несколько мумий, и он разрешил взять от них несколько образцов. Конечно, речь не шла о том, чтобы распотрошить мумию и вытащить из нее печень. Но если уж мумию все равно развернули и ноги или руки у нее были оторваны, то из поврежденных мест можно было взять кусочек кожи или мышц. И попробовать выделить из них ДНК. Всего нашлось три таких мумии. Но как только я сделал скальпелем первый надрез, сразу почувствовал, что по текстуре эти ткани совершенно не похожи на высушенную в духовке печень. Печень была твердой, и резать ее было трудно, а ткани мумий оказались хрупкими и под скальпелем крошились в коричневый порошок. Но это не остановило меня, я отнес образцы в лабораторию и проделал все необходимые манипуляции для выделения ДНК. Вытяжки из тканей мумий отличались от вытяжек из печени, как и сами ткани: мумии дали коричневую жидкость, а печень – прозрачную, как вода. Далее вытяжка из мумий должна была разойтись в геле под действием электрического поля, ее нужно было окрасить специальным красителем, который, связавшись с ДНК, светится в ультрафиолетовом свете розовым цветом; в результате с вытяжкой из мумий гель получился коричневым, а свечение в ультрафиолете вместо розового оказалось синим. Не то, что должно было указать на присутствие ДНК. Я повторил процесс для двух других мумий. И снова никакой ДНК. Ничего, кроме непонятной коричневой субстанции, которая составляла конечный продукт вытяжки и которая, по моим расчетам, должна была бы содержать ДНК. Похоже, мои коллеги были правы: неустойчивой ДНК не пережить тысячи лет захоронения, ведь даже в живой клетке она нуждается в постоянном ремонтном присмотре.
Я спрятал свой секретный рабочий дневник на самое дно ящика и вернулся к вирусам, которые мошенничали с иммунной системой с помощью хитрых маленьких белков, но все равно мумии не шли у меня из головы. Ведь другие видели нечто похожее на остатки клеток… И что это за коричневая субстанция? Может, это ДНК, но трансформированная в какую-то химическую форму, которая становится коричневой и светится синим в ультрафиолете… а может, ДНК сохраняется далеко не в каждой мумии… и вообще, наивно ожидать, что эта ДНК объявится с первого раза, нужно проверить много образцов, чтобы найти хотя бы один достойный. В этом случае оставалось единственное – убедить музейное руководство дать мне образцы от других мумий в надежде на исчезающе малый шанс найти древнюю ДНК. И я не представлял себе, как это сделать. Нужно было, по-видимому, найти способ быстро и наиболее щадящим образом анализировать мумии. И тут подсказку дало мое медицинское образование. Можно ведь использовать иглы, которыми берут образцы на биопсию из раковых опухолей, затем образцы фиксируют, окрашивают и исследуют под микроскопом. При этом образцы сохраняют замечательную детальность, опытный патолог может увидеть и нормальные клетки, к примеру, в эпителии кишечника, простате или молочных железах, и измененные раковые, различая их даже на ранних стадиях рака. И даже больше того, есть специальные красители, которые окрашивают ДНК прямо на предметных стеклах, и потом на них под микроскопом видно, есть ли в образце ДНК. Значит, я должен был взять мельчайшие пробы от множества мумий, окрасить их на предметных стеклах и исследовать под микроскопом. Больше всего мумий, естественно, в больших музеях. Но скорее всего, музейное руководство отнесется весьма скептически к просьбе некоего сверхвосторженного студента крошить их мумии ради какого-то утопического проекта.
И опять же Ростислав оказался на высоте. Он указал на один немецкий музей, где была богатая коллекция мумий и который в принципе благосклонно относился к сотрудничеству. Речь шла об Объединенном музейном фонде Берлина (Staatliche Museen zu Berlin), музейной ассоциации Восточного Берлина, столицы ГДР. Ростислав провел там довольно времени, разбираясь с коллекцией египетской керамики. Ему, профессору, разрешили работать в ГДР, вероятно из-за того, что он представлял Швецию, страну, которая пыталась найти “третий” путь развития, промежуточный между капитализмом и коммунизмом. Но скорее всего, первейшую роль сыграла его способность искренне дружить со всеми, без оглядки на любые границы – несколько руководителей музея стали его близкими друзьями. И вот летом 1981 года я сел в поезд, который привез меня к парому в Южной Швеции, а тот на следующее утро доставил меня в коммунистическую Восточную Германию.
В Берлине я пробыл две недели. Каждое утро я должен был проходить несколько пропускных пунктов и только после этого попадал в фондовые помещения музея Боде, расположенного на острове на реке Шпрее, почти в самом центре Берлина. На здании музея все еще оставались метины Второй мировой войны, хотя с тех пор прошло уже сорок лет. На нескольких фасадах вокруг окон, куда целились советские автоматы в дни взятия Берлина, были явственно видны дырки от пуль. В первый день, когда меня повели смотреть довоенную коллекцию по Древнему Египту, мне была выдана специальная каска наподобие строительной. Причина скоро стала ясна. В крыше главного зала зияли дыры, оставленные дальнобойными снарядами и бомбами. Туда свободно залетали птицы, устраивая гнезда в саркофагах фараонов. Все, что состояло из более податливых материалов, чем камни, благоразумно унесли. На следующий день куратор египетской коллекции показал мне все свои мумии. Потом, в оставшиеся до обеда несколько часов, сидя в его пыльном неубранном кабинете, я брал образцы тех мумий, которые уже были развернуты и попорчены. Обед был долгим мероприятием, начиная с того, что на выходе мне снова нужно было пройти несколько проверок, а затем добраться через реку до ресторана. И там нас кормили жирной едой, которую приходилось заливать изрядным количеством пива и шнапса. Потом обратно в музей, и там возлияния опять продолжались под жалобы куратора, что он, мол, почти не бывал за границей, только один раз в Ленинграде. Скоро стало понятно, что мой хозяин мечтает поехать в какую-нибудь западную капиталистическую страну, и будь у него такой шанс, он бы там и остался. Я со всей возможной дипломатичностью дал ему понять, обрисовав потенциальные рабочие будни, что если бы он стал там, в западной стране, выпивать на работе, то немедленно был бы уволен: положение, неизвестное социализму. Но подобные печальные перспективы, кажется, не смогли очернить соблазнительные возможности капитализма, укоренившиеся в его воображении. Несмотря на все эти тянувшиеся часами теоретические дискуссии, я все же смог взять более тридцати образцов тканей мумий. Их я повез в Швецию.