Текст книги "Чего не знал Дарвин !"
Автор книги: Игорь Лалаянц
сообщить о нарушении
Текущая страница: 4 (всего у книги 4 страниц)
Нечто подобное предложил проводить на молекулярном уровне Алек Джефрис из университета английского города Лестера. Он нашел в геноме человека маркеры, которые стабильны у прямых потомков родительской пары. С помощью так называемого электрофореза – переноса образцов ДНК в электрическом поле – маркеры "разгоняются" в виде полосок, последовательность которых легко анализировать. Эти картинки еще сравнивают с полосчатыми компьютерными шифрами, которые мы видим на иностранных упаковках (компьютер тоже сравнивает'– идентифицирует – шифры товаров, указывая кассовому аппарату, какую цену пробивать).
С помощью ДНК-отпечатков стало возможно устанавливать родство людей, степень этого родства – чем оно дальше, тем большее несовпадение полосок будет наблюдаться, а также личность преступника. Но все это хорошо, когда в вашем распоряжении достаточное количество ДНК, а как быть, если ДНК очень мало? Над этой проблемой долгое время бился Кэри Муллис* из калифорнийской биотехнологической фирмы "Сетус" в городке Эмеривилл.
Журнал "Тайм" назвал Муллиса в августе 1991 году последним лудильщиком, вкладывая в это слово тот смысл, что он "паяет" швы между самыми разными науками. Он консультирует биотехнологические фирмы и постоянно говорит о том, что одного вируса СПИДа явно было бы недостаточно, чтобы вызвать глобальную эпидемию этого заболевания. Свое необычное открытие Муллис сделал апрельской ночью в машине, когда они с женой ехали по горной дороге в секвойных лесах Северной Калифорнии.
Муллис поступил в "Сетус" – название фирмы переводится как "Кит" – в 1979 году. Его как химика взяли в исследовательский отдел для синтеза олигонуклеотидов, то есть коротких цепочек ДНК. Однако к 1983 году эту задачу взяли на себя автоматические синтезаторы электронной эры.
"У меня появилось время подумать", – говорит Муллис.
Он хотел найти метод – простой и надежный – идентификации буквы генетического кода, или нуклеотида в известном положении цепи ДНК. Задача сходна с той, которую мы каждый раз решаем, проверяя себя, какую букву писать, например, после "т" и после "л"
в слове "интеллигенция".
Подобная проверка легко осуществима, поскольку у нас всегда под рукой словари и справочники по этимологии и орфографии слов. А как быть с ДНК, когда мы заведомо не знаем, какая буква генетического кода должна стоять на том или ином месте? Вот над этой-то проблемой и бился мозг Муллиса, когда он крутил руль своей машины.
В своих размышлениях Муллис отталкивался от двух известных открытий.
В 1955 году А.Корнберг из Станфордского университета неподалеку от СанФранциско выделил ДНК-полимеразу, которая начинает синтез ДНК, имея в своем распоряжении "затравку", которая по-английски называется праймер (праймерами в Англии и Америке называют также буквари и начальные строчки широко известных произведений, например "Я помню чудное мгновенье...").
Второе открытие было связано с именем дважды Нобелевского лауреата англичанина Ф.Сэнджера, который первую награду получил за прочтение последовательности аминокислот в инсулине, а вторую – за создание метода расшифровки последовательности нуклеотидов ДНК. Как он это делал?
Он "подсовывал" ДНК-полимеразе измененный нуклеотид, который она не может "переварить", в результате чего синтез ДНК останавливался. Зная, какой нуклеотид он дал ферменту, Сэнджер таким образом узнавал противоположный комплементарный. Например, если он давал измененный А, то напротив, в другой цепи ДНК, которая служила матрицей для синтеза, стоял тимин "т", если "ц" – то Г и т.д.
Разработка не из легких, но именно так были прочитаны первые гены, а с этого и началась биотехнология наших дней.
Потом это все автоматизировали, и сегодня электронные автоматы сами читают по 10 тысяч букв в сутки. Кстати, измененными нуклеотидами теперь довольно успешно сдерживают развитие СПИДа у инфицированных людей.
И вот со всем этим багажом в голове Муллис едет в свой загородный дом в округе Мендосино, что на берегу Тихого океана. "Руки заняты, а голова свободна", – вспоминал он потом.
Тем не менее и голова его была занята напряженнейшей работой. Вблизи Кловердейла ему в голову пришла мысль, от которой он чуть не свалился с машиной в пропасть: а что если останавливать процесс нагреванием!
Ведь матрица и вновь синтезированная цепь разойдутся, полимеризация при этом прекратится, но после остывания процесс начнется вновь. Таким образом, после второго цикла у него будет уже 4 цепи, после третьего 8, после десятого чуть больше 1000 копий, а двадцати циклов хватит, чтобы получить миллион! Это ведь самая настоящая цепная реакция, проводимая с помощью ДНКполимеразы. Так родилась полимеразная цепная реакция (ПЦР).
Утром, когда он проснулся уже у себя в загородном доме, ему пришла трезвая мысль: а почему же никому это раньше не приходило в голову? Он не мог дождаться понедельника. Придя в "Скетус", Муллис тут же бросился в библиотеку, потребовав всю наличную литературу по ДНК-полимеразе. Нигде и намека не было на ПЦР! Он был первым, оставалось только осуществить идею в пробирке, что он довольно быстро и сделал. Оказалось, что для начала ПЦР вполне достаточно праймеров из 11 или 13 нуклеотидов.
Сегодня на счету ПЦР уже много самых разных достижений.
мощью "достали" ДНК из самых различных биологических объектов. Ну например: один террорист лизнул марку, которую наклеил на пакет со взрывчаткой. Тех нескольких клеток слизистой ротовой полости, которые остались на клейкой стороне марки, оказалось вполне достаточно, чтобы извлечь из них ДНК и определить преступника. Еще пример. В калифорнийском городе Сан-Матео по подозрению в изнасиловании был задержан человек. Анализ его ДНК позволил установить невинность. Только через год полиция арестовала истинного насильника. При обыске у него был обнаружен и браслет той давней жертвы.
Работы продолжались. Э.Голенберг из Калифорнийского университета в Риверсайде "вытащил" цепочку ДНК длиной 790 нуклеотидов из листьев магнолии, которая росла 17-20 миллионов лет назад. Статью об этом он опубликовал в журнале "Нейчур". Исследователям, считает Голенберг, повезло, поскольку листья падали в озеро и тут же опускались на дно, в результате чего ДНК в течение всего этого долгого времени не подвергалась атакам кислорода.
А в 1989 году сотрудница госпиталя Дж.Редклифа в Оксфорде Эрика Хагелберг решила применить ПЦР в анализе ДНК, извлеченной из 750-летних костей двух жертв английской гражданской войны. Специалисты Флоридского университета в Гэйнсвилле, что на севере штата, попытались извлечь ДНК из 90 прекрасно сохранившихся мозгов людей, которых б-8 тыс. лет тому назад хоронили в болоте у нынешнего местечка Виндовер.
Но самое удивительное доказательство мощи ПЦР пришло из Англии 1 августа 1991 году, когда "Нейчур" опубликовал статью Хагелберг и Джефриса об идентификации костей 15-летней жертвы убийства из Кардифа.
Началась эта история в июле 1981 года, когда Карен Прайс пошла вечером к подруге, а домой не вернулась. Только в декабре 1989 года в заброшенном саду богатого дома в обгорелом ковре рабочие нашли скелет девушки.
Полицейский эксперт по черепу восстановил внешний облик девушки. Она очень походила на Карен. И действительно, сначала ее бывшая воспитательница, а затем и родители подтвердили сходство. Но надо было доказать более веско, что это именно дочь Прайсов. У них взяли анализ крови и получили "профиль" ДНК. Затем с помощью ПЦР "достали" и "размножили" для анализа ДНК из бедренной кости девушки.
Чтобы было понятно, о какой точности анализа идет речь, скажем, что "вытащить" удалось всего 5 микрограмм ДНК!
Сравнение полосок этой ДНК с профилем родителей однозначно говорило о том, что это скелет Карен. В феврале 1991 года были задержаны и осуждены двое убийц. Это был первый случай в истории британского суда, когда в качестве вещественного доказательства был принят анализ ДНК!
Хорошо, скажет читатель, вы меня убедили в неограниченных возможностях современной молекулярной биологии и биотехнологии. Но какое же это имеет отношение к проблеме динозавров и тому, что они вымерли не в результате исторического проигрыша на генетическом уровне?
А такое, что если это так, то динозавров можно оживить, поскольку их геном был весьма жизнеспособным.
Логично, ответит читатель, но где вы собираетесь взять этот самый геном?
Ведь сегодня динозавры не пасутся на равнинах Рязанщины или Айовщины.
Не пасутся, ответим мы, но источник их генома есть! Причем сохранившийся в идеальных бескислородных условиях.
Речь идет, конечно же, об янтаре, вернее, не самом янтаре, а о тех мушках и комарах, которые туда попали десятки миллионов лет назад. Одним из самых известных месторождений янтаря на нашей планете является карьер Приморское рядом с поселком Янтарный, бывший немецкий Пальмикен на берегу Балтийского моря неподалеку от Калининграда (Кенигсберга).
Янтарь во множестве попадается в голубой земле, залегающей на глубине всего лишь десяти метров. А в районе поселка Филино янтарь встречается даже в основании береговых обрывов.
Слой голубой янтароносной земли имеет толщину от б до 14 метров.
Известно, что динозавры обитали на Земле тогда, когда на ней были распространены в основном голосеменные растения, к которым относятся хвойные:
ель, сосна, секвойя, китайское гингко и т.д. Лишь в меловом периоде появились первые цветковые растения, но им еще долго пришлось сосуществовать с хвойными. Поэтому неудивительно, что гдето 70-80 миллионов лет назад комары и другие кровососущие насекомые попадали, напившись крови динозавров, в янтарного цвета смолу предков нынешних сосен и елей и оставались там навсегда.
Так навсегда с ними в их сосущих хоботках осталась кровь динозавров.
Надо только растворить в ксилоле и толуоле янтарь, чтобы получить доступ к ценнейшему генетическому материалу мезозойских ящеров! Задача для ученых облегчалась тем, что и красные кровяные клетки динозавров несут ядра со всей совокупностью "ящерных" генов.
С помощью ПЦР удалось скопировать во множестве копий всю ДНК двух видов древних ящеров. Как же определили, что это ДНК именно динозавров, а не каких-то других древних животных? Дело в том, что в геномах современных пресмыкающихся сохранились "осколки" ДНК вымерших животных класса рептилий. По этим осколкам и установили реальность воспроизведенного с помощью ПЦР генома ящеров.
После получения многочисленных копий динозаврового генома их с помощью микропипетки ввели в ядро оплодотворенной яйцеклетки крокодилихи, предварительно удалив из него ДНК аллигатора. Яйца крокодила по их стоимости вполне могли тягаться с золотым яичком курочки Рябы. В урочное время новые "старые" существа увидели свет. Об успехе осуществленной операции сообщил солидный американский журнал "Дайнозорс тудей". Хотелось бы верить, что это именно так.
В журнале сообщалось, что динозавры были поселены на одном из необитаемых островков морского заповедника "Экзума киз лэнд энд си парк", который находится в нескольких десятках миль от столицы Багамских островов Нассау.
Питомник динозавров создан для привлечения туристов.
Так уж получилось, что первые два вырощенные вида оказались травоядными. Это были майазавры и ородромеусы.
Майазавры во взрослом состоянии достигают десятиметровой высоты. Ородромеусы гораздо скромнее – всего два с половиной метра. Они явные "индивидуалисты": из яйца вылупляются вполне сформировавшиеся и готовые к поискам зеленой пищи особи. Майазавры же гораздо большие "коллективисты", жмутся друг к дружке, топчут яичную скорлупу, издавая при этом звуки с помощью двух полых трубок, отходящих от задней части их вытянутых голов.
Когда-то кладки яиц динозавров были самыми настоящими "яслями" и малышатниками. Коллективные кладки охраняли две-три мамаши, в то время как остальные могли пастись среди зеленых зарослей. Палеонтологи в Монголии обнаружили такие гигантские кладки, число яиц в которых явно превышало возможности одной особи.
В свое время майазавры и ородромеусы заселяли пространство от Техаса до Китая. Вполне возможно, что со временем их вновь расселят не только по старым территориям, но и по новым.
Ученые проводят интенсивные поиски, чтобы воссоздать хищных тираннозавров, ведь на острове надо поддерживать естественный баланс жертв и хищников.
Думают они и над "подселением" трикератопсов, которые станут хорошим добавлением к травоядным майазаврам и ородромеусам. Уберечь бы их только от браконьеров, которые непрочь подзаработать на контрабанде редчайших животных планеты...
Некогда греческий философ Эмпедокл, живший в городе Акрагас на Сицилии, провозгласил, что все во Вселенной состоит из четырех элементов, управляемых любовью и ненавистью. Под действием любви все эти элементы сливаются воедино, а ненависть разделяет их на концентрические окружности. Согласно Эмпедоклу, поначалу в мире царила любовь, но затем – когда началось творение космоса – в дело вмешалась ненависть. Как при извержении Этны из единого целого вырвался воздух, затем огонь, после чего отделилась земля.
На Земле, согласно Эмпедоклу, сначала были только обоеполые деревья.
Затем, после вмешательства ненависти, возникли разделенные на два пола животные. При этом началось развитиеэволюция, в ходе которого выживают наиболее приспособленные...
Динозавры погибли, оказавшись неприспособленными к изменениям на Земле. И вот теперь им дана вторая попытка. Пусть живут.
