Ученые-историки для своих исследований используют информацию в основном из сохранившихся до наших дней документов, предметов быта, биологических останков, обнаруженных в ходе археологических раскопок. Но в последние годы в изучении истории был сделан подлинный рывок благодаря новым методам генетики. Впрочем, еще в середине XX века возникло научное направление под названием археогенетика, или палеогенетика — исследование человеческой истории с помощью методов молекулярной генетики. Археогенетика изучает временной отрезок от 100 тыс. до 1–2 тыс. лет назад. В более глубокое прошлое археогенетики заглянуть не могут, поскольку столь древние пробы ДНК не удалось пока обнаружить. Историческая же генетика изучает более близкие к нам по времени периоды, о которых, как правило, сохранились письменные свидетельства — от рукописей до печатных книг. Тем не менее даже в этом довольно хорошо изученном периоде генетика может обнаружить совершенно неожиданные и очень ценные для историков явления и факты.
Довольно часто в исследованиях, связанных с археогенетикой, фигурирует территория России. Благодаря холодному климату на этих землях сложились благоприятные условия для сохранения генетического материала в биологических останках, С советских времен сохранилось много данных об этих местах благодаря отечественным археологам. Однако российские исследователи долгое время испытывали острую проблему нехватки необходимого оборудования. Исследования добытых образцов приходилось заказывать в других странах.
Поэтому физтехи решили создать лабораторию, располагающую всеми необходимыми ресурсами, внутри страны и пять лет собирали сумму, которую затем передали в Фонд целевого капитала. На дивиденды фонда в МФТИ работает лаборатория исторической генетики. Возглавил ее выпускник Физтеха Харис Мустафин.
Археологические образцы на этапе пробоподготовки для исследования ДНК
Хотя археогенетика как отдельная дисциплина существует уже больше полувека, по меркам естественных наук это достаточно молодое направление. И первая проблема, с которой столкнулись его первопроходцы, — большие технические сложности при проведении анализа сильно деградированного образца ДНК. На помощь археогенетикам пришли физики.
Традиционно анализ ДНК археогенетиками происводился в системе чистых комнат с каскадом вентиляционных фильтров. В этих помещениях сотрудники работали с археологическими образцами, находясь в специальных скафандрах, защищающих образцы от человека. Такая сложная процедура объясняется тем, что при анализе археологических останков ученым приходится иметь дело с сильно деградированной ДНК.
«Это сложно и неэффективно. Как бы ни очищали помещение, в него все равно попадали фрагменты современной ДНК, и происходило образование смеси с ДНК образца. Внутри обязательно должен находиться оператор в скафандре, но зачем загонять туда исследователя? Мы решили пойти другим путем: сделали систему небольших перчаточных боксов, отделили внешнюю атмосферу от внутренней. Воздух в боксе полностью откачивается, и под давлением туда подается особо чистый озон без каких-либо включений, в котором смело можно проводить работы», — рассказывает Харис Мустафин.
Ирина Альборова, старший научный сотрудник лаборатории, за работой на стенде пробоподготовки и выделения древней ДНК
Методы исторической генетики не всегда позволяют получить достоверную информацию из найденных археологами образцов. За десятки веков останки сильно деградируют, и выделить необходимую для анализа концентрацию оказывается чрезвычайно сложно.
Поэтому ученые используют методы целевого извлечения ДНК, в частности, ПЦР (метод молекулярной биологии, благодаря которому можно значительно повысить концентрации определенных фрагментов ДНК в пробе). Очень эффективным оказывается новый метод высокопроизводительного секвенирования NGS. Вместе с тем, совокупность использования современных биоинформационных и статистических методов обработки данных открывает новые перспективы.
Харис Мустафин, заведующий лабораторией исторической генетики МФТИ:
— Надеемся что нам удастся создать эффективную кооперацию с археологами, чтобы данных становилось больше и они находили своего адресата. А когда информации будет много, создание большой базы данных позволит с высокой достоверностью интерпретировать результаты. Уже сейчас мы работаем с сериями образцов, чтобы определять закономерности. И очень важно, что государство обратило внимание на эту область фундаментальных исследований: прошли первые конкурсы РФФИ по исследованию древней ДНК, и я надеюсь, это будет способствовать интересу и активизации работ отечественных специалистов.
Источник: "За науку".
