Генетики вычислили предков швабов

Украшенные резьбой гребни из оленьего рога. Фото Physorg

Более полувека назад немецкие строители ненароком вскрыли на левом берегу Дуная недалеко от южно-немецкого голода Ульм (родина Альберта Эйнштейна) уникальное захоронение 1400-летней давности. В двух могилах были найдены скелеты 13 человек – богатых воинов, двух детей и подростка. Археологи предположили, что это были вожди или знатные воители алеманов, давших позже название швабам. Считается, что алеманы представляли собой «рыхлое» объединение племен, бывших в отдаленном родстве с готами и обитавших в III–VIII веках на просторах Центральной Европы, часто враждуя с Римом.

И вот теперь сотрудники Института человеческой истории в Иене вместе с коллегами из Исследовательского института в Больцано проанализировали сохранившуюся ДНК, выделенную из костей, причем только у двух скелетов не удалось определить пол. Зато удалось определить родство представителей трех поколений – двух братьев примерно 35 и 45 лет, у одного из которых было два сына. Один из них умер в возрасте 20–30 лет, а второй брат, у которого был сын, умерший в 14–17 лет, дожил до 45.

Археологи, не обнаружив у скелетов следов боевых травм, предположили, что люди погибли от Юстиниановой чумы, свирепствовавшей в VI веке. Однако геномщики маркеров чумной бациллы Yersinia pestis не обнаружили. Предположение начала 1960-х обосновывали, в частности, на обилии найденных в могилах костяных гребней, с помощью которых вычесывали из волос вшей и блох. Недаром латинское pestis означает присутствие этих вредных насекомых (ср.: пестициды – средства борьбы с вредителями растений, например тлей и колорадских жуков).

Вот так геномика помогает разрешению исторических загадок и тайн. Но, конечно же, это побочная «ветвь» ее развития и приложения возможностей. Гораздо важнее, что геномный анализ и биоинформатика позволяют надеяться на создание действенных методов лечения людей.

Известно, что помимо белков и жиров в энергетике наших клеток огромную роль играют различные сахара, поэтому врачи давно обращают свои взоры к ферментам, расщепляющим эти сахара. Один из типов сахаров – глюкоз-аминогликаны (ГАГ), недостаточное расщепление которых с помощью фермента сульфатазы ведет к их накоплению в тканях и органах и, в частности, в сердце и легких. В ноябре 2017 года генетический дефект, приведший к нехватке фермента у пациента, попытались исправить сотрудники биотехнологической фирмы в городе Ричмонд, Калифорния. Но терапия, к сожалению, не помогла. Почти год спустя попытку повторили, «присовокупив» еще трех пациентов. В итоге представители компании рассказали, что после четырех месяцев применения терапии уровень ГАГ упал у двух пациентов на 39 и 63% соответственно.

Критики метода генетического редактирования справедливо указывают на довольно частые off-эффекты – повреждения «побочных» генов. Еще два года назад журнал Nature указывал на инактивацию редактирующей системы белками различных бактерий и вирусов (последние «вынуждены» защищаться от редактирования их генома микробными белками). Но через год журнал Science Advances предлагал использовать блокаторы редактирования для уменьшения его побочного действия. И вот в сентябре 2018 года Джен Дудна, которая первой создала в Калифорнийском университете Беркли (пригород Сан-Франциско) работающую систему редактирования, выступила в журнале Science со статьей.

Две команды исследователей описали «утилиту» широкого спектра действия, направленную на систематический поиск натуральных ингибиторов редактирования для синтетической геномики. Для чего же искать блокаторы собственного детища? Авторы вполне адекватно представили свою стратегию: «Выявление блокаторов редактирования способствует идентификации многих протеинов, которые уже в ближайшем будущем могут оказаться полезными для сдерживания редактирующих ферментов во избежание молекулярных ошибок».

Примерно ту же, но более актуальную задачу решала Екатерина Кузнецова с коллегами из Пенсильванского университета в Малверне, используя широкий скрининг ингибиторов одного из ферментов человека (ACS Biochemistry and Molecular Biology). Ученые перебрали 16 251 молекулу, среди которых всего три оказались клинически «релевантны», то есть представляют практический интерес для начала испытаний на животных. Авторы уверены, что также удалось создать надежный «трубопровод» для идентификации ингибиторов в виде малых молекул.