Новая надежда и звери из подземного мира

В вечной мерзлоте Сибири находят больше мумифицированных животных, чем в вечной мерзлоте Северной Америки. Возможно, дело в том, что популяции мамонтов в Сибири были крупнее, или в том, что какие-то особенности климата Сибири делают сохранение там мумифицированных тел более вероятным, чем в Северной Америке. Какой бы ни была причина, обнаружение мумии мамонта всегда вызывает переполох. Для многих аборигенов сибирской тундры этот переполох имеет глубоко личный характер. В мифологии некоторых культур мамонтов считают чудовищами из подземного мира и предостерегают, что прикосновение к ним принесет незадачливому человеку, обнаружившему их, несчастье, а то и смерть. Однако намного чаще встречается переполох взволнованного предвкушения. Мумифицированная туша представляет собой совершенно особенную вещь – за такую ученые готовы очень хорошо заплатить.

Некоторые мумии, извлеченные из сибирской вечной мерзлоты, сохранились в безупречном состоянии, с неповрежденными мягкими тканями, шерстью и внутренними органами, четко видимыми на срезах КТ и при аутопсии. Странно, что даже в наилучшим образом сохранившихся мумиях ДНК, как правило, находится в худшем состоянии, нежели ДНК в костях. Возможно, дело в разном количестве времени, необходимом для того, чтобы заморозить ДНК. Если части тела животного растаскивают падальщики, а плоть пожирают хищники, кости, лишенные мягких тканей, скорее всего, быстро окажутся под землей и замерзнут, в то время как мумии будут оставаться теплыми куда дольше. Пока мумия медленно замерзает, микроорганизмы из кишечника животного и окружающей среды колонизируют все ее ткани, разлагая труп изнутри и одновременно разрушая ДНК.

Хотя нам известно, что ДНК на удивление плохо сохраняется в мумиях, похоже, нам трудно смириться с тем, что при такой впечатляющей физической сохранности ДНК не удается обнаружить. С каждой находкой у нас появляется новая надежда на то, что именно эта мумия подарит нам нечто невероятное. Именно эта мумия будет содержать целые клетки с неповрежденными ядрами, внутри которых сохранились нетронутые геномы. Эта мумия станет донором клеток для клонирования путем ядерного переноса.

Я впервые услышала о Бернаре Бьюиге сразу после того, как была сделана одна из таких замечательных находок. Шел октябрь 1999 года, и мамонт, без сомнения имевший нетронутые разложением клетки с такими же нетронутыми ядрами и геномами, только что пролетел над сибирской тундрой.

Всякий раз, когда в мире исследований древней ДНК появляется какой-либо впечатляющий результат, у меня и моих коллег телефоны разрываются от звонков журналистов, желающих стать первыми, кто напишет о надвигающемся воскрешении мамонта/динозавра/дронта. В тот самый день я сидела за своим столом в лаборатории исследования древней ДНК Алана Купера при Оксфордском университете. Это был первый год моей аспирантуры и иммиграции в Соединенное Королевство.

Зазвонил телефон, и я взяла трубку. Звонящий разразился серией быстрых вопросов, произнесенных с акцентом, незнакомым моему американскому уху. Я смогла разобрать слова «вертолет», «отбойный молоток», «криогеника», «бивень» и «Сибирь», но не смогла поймать паузу, чтобы уместить в нее свой ответ («Не могли бы вы, пожалуйста, перезвонить попозже, когда придет кто-нибудь, занимающийся этим дольше двух недель?»). Затем журналист перевел дыхание и куда более четко спросил, как я думаю, способен ли фен для волос уничтожить наши шансы на клонирование мамонта.

Конечно, я могла бы кое-что рассказать о роли фена для волос в клонировании мамонта. Но поскольку мне хотелось, чтобы меня принимали всерьез как специалиста по древней ДНК, мне пришлось попросить разъяснить ситуацию, прежде чем делиться своим мнением.

Как выяснилось, группа исследователей Арктики во главе с моим будущим другом и коллегой Бернаром Бьюигом только что откопала то, что показалось им практически целой мумией мамонта. Затем, в решительной и драматичной попытке сохранить клетки мамонта в замороженном и, следовательно, неповрежденном состоянии, они оставили начавший слегка разлагаться труп в земле до зимы, чтобы почва замерзла. Затем, с помощью отбойных молотков и хороших лопат, работая в морозной темноте, они вырезали из вечной мерзлоты блок земли весом в 21 тысячу килограммов и, привязав его к нижней части большого вертолета, провезли по воздуху на расстояние около 300 километров, обратно к подземной пещере Бернара в Хатанге, где они собирались медленно и методично разморозить тушу мамонта с помощью фена.

Сверх того, поскольку это сделало бы фото и видео более впечатляющими, Бернар (он признает, что проявил в этот момент «креативность») перед тем, как вертолет поднялся, вставил в замороженный блок бивни мамонта, найденные неподалеку от обнажившегося черепа, со стороны это выглядело так, как будто через тундру летит целый мамонт, замороженный в блоке льда. Они знали, что телу мамонта внутри блока недостает частей. К примеру, они уже отделили от него голову, которая частично растаяла и начала гнить. Кроме того, они попробовали заглянуть внутрь с помощью георадара, и судя по результатам, внутри находилось чуть меньше, чем целый мамонт. Но они продолжали надеяться.

Мамонт, которого назвали Жарков по фамилии местного жителя, обнаружившего его, жил на Земле около 23 тысяч лет назад. Жарков был взрослым самцом мамонта, имел около трех метров в высоту и, по всей видимости, умер за несколько лет до своего пятидесятилетия. Мысль о том, что Жаркова можно клонировать, появилась и разошлась практически мгновенно. Эту идею в особенности приветствовал канал Discovery, спонсировавший эффектное извлечение Жаркова из земли. Ларри Агенброд, специалист по мамонтам из Университета Северной Аризоны, в пресс-релизе своей исследовательской группы сообщил о том, что они уже подготовили для этого лабораторию с экспертами в криогенике и «доступом к слонам».

Спустя год, разморозив блок с помощью фена, ученые увидели лишь малую часть туши мамонта внутри огромного земляного блока. Еще большее разочарование вызвало то, что основная часть сохранившейся туши представляла собой кости с незначительными фрагментами мягких тканей и шерсти. Ученым не удалось обнаружить нетронутые ядра, но короткие фрагменты ДНК, выделенные из шерсти, были использованы для создания полного митохондриального генома и, в конечном счете, части ядерного генома мамонта. Жаркову не суждено было стать первым клонированным мамонтом. Но зрелище его извлечения из земли и полета над тундрой внушило людям ощущение, будто для клонирования мамонта важно найти замороженную тушу. Оно также подкрепило неверное предположение, будто целая, безупречно сохранившаяся мумия – это именно то, что нам нужно.

За год до того, как мамонт Жарков пролетел над тундрой, группа японских ученых во главе с Акирой Иритани и Казуфуми Гото основала «Проект создания мамонта», цель которого ясно заявлена в его названии. Иритани и Гото участвовали в исследованиях процесса оплодотворения in vitro в Японии, и оба сделали потрясающие открытия относительно прочности сперматозоидов. К примеру, они выяснили, что бычьи и свиные сперматозоиды, замороженные до –20 ˚C, можно разморозить и использовать для оплодотворения яйцеклеток, из которых затем развиваются абсолютно здоровые телята и поросята. Прочитав о Плейстоценовом парке Зимова, они заинтересовались, не может ли сперма мамонта стать ключом к возрождению главной достопримечательности этого парка.

Иритани организовал серию экспедиций в Сибирь в поисках замороженного самца мамонта, в надежде обнаружить сперматозоиды. Экспедицией руководил геолог Петр Лазарев, заведующий Музеем мамонта в Якутске. Если бы удалось обнаружить самца мамонта, Иритани и Гото планировали взять у него сперматозоиды и использовать их для оплодотворения яйцеклеток слонихи. Поскольку в результате получилось бы гибридное потомство, а не клонированный мамонт, они предполагали использовать исключительно сперматозоиды, содержащие X-хромосомы, чтобы получить потомство только женского пола. Затем, когда гибридные самки достигнут полового созревания, им должны были имплантировать эмбрионы, созданные слиянием их собственных яйцеклеток и сперматозоидов другого мамонта. Таким образом, по прогнозу Иритани, у них получилось бы создать животное, чей геном на 88 % соответствовал бы геному мамонта, в течение всего лишь 50 лет.

После двух экспедиций, проведенных в 1997 и 1998 годах, у «Проекта создания мамонта» закончились деньги, а сперматозоиды мамонта, несмотря на все усилия, так и не были найдены.

Затем, в 2002 году, нашли Юкагирского мамонта.

Первая попытка

Осенью 2002 года Василий Горохов охотился за бивнями мамонтов на берегах реки Муксунуоха в Якутии, на севере Сибири. Горохов и его сыновья заметили верхушку чего-то, что выглядело как особенно хорошо сохранившийся образец, и начали копать. Когда Горохов добрался до основания бивня, то понял, что он все еще присоединен к черепу, настолько хорошо сохранившемуся, что его частично покрывали кожа и шерсть. Новость о новой находке разлетелась быстро, и конкурирующие группы исследователей поспешили найти способ попасть к этому месту. Бьюиг узнал о находке благодаря своим обширным связям по всей Сибири. В Якутске эта новость достигла ушей Петра Лазарева из Музея мамонта. Лазарев позвонил Иритани и сообщил, что планирует продолжить раскопки следующей осенью. Но Иритани решил, что в свои 71 год он слишком стар для еще одной сибирской экспедиции. Вместо себя он послал одного из своих студентов.

Спустя год на место находки прибыла международная группа ученых. Группой, включавшей, среди прочих, студента Иритани по имени Хироми Като, Петра Лазарева и Алексея Тихонова, ученого секретаря Мамонтового комитета РАН на базе Зоологического института в Санкт-Петербурге, руководил Бернар Бьюиг. В ходе этого второго сезона раскопок группа методично, шаг за шагом, откопала левую переднюю ногу мамонта, проявляя предельную осторожность, чтобы сохранить ее замороженной. Подобно черепу, нога была в отменном состоянии и все еще покрыта мягкими тканями и шерстью.

Затем начались проблемы. Внезапно появилась конкурирующая японская группа, предложившая большое вознаграждение тому, кто добудет им мамонта, который станет главным экспонатом предстоящей Всемирной выставки 2005 года. Стало невозможно получить разрешение на вывоз. В конце концов ногу пришлось оставить. Като вернулся к Иритани с пустыми руками, ни на шаг не приблизившись к клонированию мамонта. Лазарев, в свою очередь, отрезал кусочек от передней ноги и лично привез его Иритани в Японию, но к моменту прибытия ткани начали разлагаться.

Еще одна осень прошла в раскопках, на этот раз под руководством Наоки Сузуки из Университета Джикей в Токио, и Юкагирский мамонт был извлечен целиком из своей могилы в тундре. Удалось восстановить участки позвоночного столба и реберной части грудной клетки, а также часть кишечника с фекалиями. Анализ этих останков показал, что Юкагирский мамонт умер около 22 500 лет назад в возрасте 45 лет и весил при жизни от 3500 до 4500 килограммов – средний вес для взрослого самца мамонта. Сузуки проконтролировал транспортировку Юкагирского мамонта в Японию, где его тщательно изучили с помощью рентгеновской компьютерной томографии, получив первый неповрежденный анатомический срез внутренностей мамонта. Во время своего пребывания в Японии Юкагирский мамонт стал главным экспонатом Всемирной выставки 2005 года, проводившейся в префектуре Айти.

Пробыв некоторое время в Японии, Юкагирский мамонт отправился обратно в Якутск, где он находится и сейчас, в подземной пещере в центре города, где также хранится замороженная рыба, оленина и другая пища (ил. 14). Несколько лет назад мне довелось увидеть Юкагирского мамонта своими глазами. Он сидит в дальнем углу пещеры, в своем собственном отдельном помещении. Юкагирский мамонт производит именно такое впечатление, какого можно ожидать исходя из ажиотажа, поднявшегося вокруг него. Но, несмотря на то что он очень хорошо сохранился, в его теле не было найдено нетронутых разложением клеток.

Несколько лет назад Иритани и его группа опубликовали научную статью в журнале Proceedings of the Japan Academy («Издания Японской академии»), в которой описали свой первый эксперимент по клонированию мамонта путем ядерного переноса. Группа Иритани выделила клетки из фрагмента передней ноги, которую Лазарев смог вывезти из России, включая клетки того, что оказалось сохранившимся костным мозгом. Ученые подготовили мышиные яйцеклетки для ядерного переноса, удалив из них ядра. Они перенесли в эти подготовленные мышиные яйцеклетки ядра, которые смогли извлечь из клеток Юкагирского мамонта. Если бы геномы мамонтовых клеток сохранились в достаточной степени, мышиные яйцеклетки запустили бы дедифференцировку соматических клеток мамонта в стволовые и началось бы развитие эмбриона.

Но ничего не произошло.