Svante Pabo (Svante Paabo)
1,461,710 views • 17:01

Ono o čemu želim da vam govorim je ono što možemo da saznamo proučavajući genome živih ljudi i izumrlih ljudi. Ali, pre nego što to uradim, želim samo kratko da vas podsetim na nešto što već znate: da su naši genomi, naš genetički materijal, uskladišteni u skoro svim ćelijama naših tela u hromozomima u obliku DNK, što je čuveni molekul u obliku dvostruke spirale. I da se genetička informacija nalazi u obliku sekvence od četiri baze koje se skraćeno označavaju slovima A, T, C i G. I ta informacija je tu u duplikatu - po jedna na svakom lancu DNK - što je važno, jer, kada se formiraju nove ćelije, ovi lanci se razdvajaju novi lanci se sintetišu koristeći stare lance kao obrasce tokom jednog skoro savršenog procesa.

Ali, naravno, ništa u prirodi nije potpuno savršeno, tako da se ponekad desi greška i ugradi se pogrešno slovo. I možemo videti rezultat takvih mutacija kada uporedimo DNK sekvence na primer između svih nas u ovoj sali. Ako uporedimo moj genom sa vašim genomom, otprilike svakih 1.200, 1.300 slova će se razlikovati među nama. I ove mutacije se nagomilavaju može se reći da postoji vremenska zavisnost. A ako tu ubacimo šimpanzu, videćemo više razlika. Otprilike jedno slovo na svakih sto će se razlikovati od šimpanzinog.

I onda, ako vas interesuje istorija komadića DNK ili celog genoma, možete da rekonstruišete istoriju DNK koristeći te razlike koje ste uočili. I obično predstavljamo naše ideje o toj istoriji u obliku ovakvih razgranatih dijagrama. U ovom slučaju je vrlo jednostavno. Ove dve ljudske DNK sekvence idu unazad do zajedničkog pretka u skorijoj prošlosti. Još više unazad je predak kojeg dele sa šimpanzama. I budući da ove mutacije uglavnom imaju vremensku zavisnost, možete transformisati ove razlike u procene vremenskih perioda, pri čemu će dve ljudske vrste, tipično imati zajedničkog pretka od pre oko pola miliona godina, dok će sa šimpanzama, to biti reda veličine od pet miliona godina.

Dakle, ono što se dešava u poslednjih nekoliko godina je da postoje tehnologije za procenu koje nam omogućavaju da, vrlo brzo vidimo mnogo, mnogo komadića DNK. Pa tako sada možemo da, za nekoliko sati, odredimo ceo ljudski genom. Svako od nas, naravno, sadrži dva humana genoma - jedan od majke i drugi od oca. I njihova dužina je oko tri milijarde ovakvih slova. I otkrićemo da dva genoma u meni ili jedan moj genom koji želimo da koristimo, ima oko tri miliona razlika tog reda veličina. I zatim, ono što takođe može da se radi je da se vidi kako su te genetičke razlike distribuirane širom sveta. I ako to uradite, otkrićete određen broj genetičkih varijacija u Africi. A ako pogledate van Afrike, zapravo ćete naći manje genetičkih varijacija. To je, naravno, iznenađujuće, jer, oko šest do osam puta manje ljudi živi u Africi nego van Afrike. A ipak, ljudi u Africi imaju više genetičkih varijacija.

Štaviše, skoro sve ove genetičke varijante koje nalazimo van Afrike imaju DNK sekvence koje su blisko povezane sa onima koje se nalaze u Africi. Ali, ako posmatrate unutar Afrike, postoji komponenta genetičke varijacije koja nema bliske srodnike van Afrike. Dakle, model koji ovo objašnjava je, da je jedan deo, ali ne i celokupna afrička varijacija, izašao i kolonizovao ostatak sveta. I zajedno sa metodama za datiranje genetičkih razlika, ovo je dovelo do zaključka da su moderni ljudi - ljudi koji se praktično ne mogu razlikovati od vas i mene - evoluirali u Africa u vrlo skoroj prošlosti pre oko 100 i 200.000 godina. I kasnije su, pre oko približno 100 i 50.000 godina izašli iz Afrike da kolonizuju ostatak sveta.

Dakle, ono što ja često volim da kažem je da smo, iz genomske perspektive, mi svi Afrikanci. Sada, ili živimo u Africi, ili smo u egzilu koji je nedavno počeo. Još jedna posledica ovog ne tako davnog porekla modernih ljudi je da su genetičke varijante obično široko rasprostranjene širom sveta, na mnogo mesta, i imaju tendenciju da variraju u vidu gradijenata, bar kad se posmatra iz ptičje perspektive. I budući da postoji mnogo genetičkih varijanti, i da se njihovi gradijenti razlikuju, sledi zaključak da, ako odredimo DNK sekvencu - genom jednog pojedinca - možemo vrlo pouzdano da procenimo odakle je ta osoba, uz uslov da se roditelji te osobe, kao i njihovi roditelji nisu suviše često selili.

Ali, da li ovo sada znači, kao što mnogo ljudi ima tendenciju da smatra, da postoje ogromne genetičke razlike između grupa ljudi - na primer, na različitim kontinentima? Pa, možemo početi da postavljamo i takva pitanja. Postoji, na primer, projekat koji je na putu da sekvencionira hiljadu pojedinaca - njihove genome - iz različitih delova sveta. Do sada su sekvencionirali 185 Afrikanaca iz dve populacije u Africi. Sekvencionirali su približno isto toliko ljudi u Evropi i u Kini. I možemo početi da govorimo koliko variranja je nađeno, koliko slova varira u bar jednoj od tih pojedinačnih sekvenci. I to je mnogo: 38 miliona varijabilnih pozicija.

Ali, možemo pitati: da li postoje neke apsolutne razlike između Afrikanaca i ne-Afrikanaca? Možda i najveća razlika koju većina nas može da zamisli zaista postoji. I kad kažem "apsolutna razlika" - pod tim mislim razlika pri kojoj ljudi u Africi, na određenoj poziciji, pri kojoj svi pojedinci - 100 procenata - imaju jedno slovo, a svi drugi van Afrike imaju neko drugo slovo. I odgovor na to je da, od svih tih miliona razlika, nema nijedne takve pozicije. To može biti iznenađujuće. Možda je jedan pojedinac pogrešno klasifikovan ili tako nešto. Pa možemo da malo spustimo kriterijum i da kažemo: Koliko pozicija možemo naći gde 95 procenata ljudi u Africi ima jednu varijantu, a 95 procenata drugu varijantu, i taj broj iznosi 12.

I to je veoma iznenađujuće. To znači da, kada ispitujemo ljude i uočimo osobu iz Afrike i osobu iz Evrope ili Azije, ne možemo, ni za jednu poziciju u genomu sa 100-procentnom sigurnošću, predvideti šta će ta osoba nositi. I samo za 12 pozicija se možemo nadati da budemo 95 procenata u pravu. To može biti iznenađujuće, jer možemo, naravno, pogledati te ljude i sasvim lako reći odakle potiču oni ili njihovi preci. To, dakle, znači da te osobine koje tada posmatramo i tako lako uočavamo - crte lica, boja kože, struktura kose - nisu određene pojedinačnim genima sa velikim efektima, već ih određuje mnogo različitih genetičkih varijanti koje izgleda imaju različitu zastupljenost u različitim delovima sveta.

Postoji još jedna stvar sa tim osobinama koje tako lako primećujemo jedni na drugima koju smatram da je korisno da razmotrimo, i to je da su, u vrlo bukvalnom smislu, te osobine, u stvari, samo na površini tela. Te osobine su ono što smo upravo rekli - crte lica, struktura kose, boja kože, Postoji takođe i određen broj osobina koje variraju između kontinenata i imaju veze sa tim kako metabolišemo hranu koju unosimo, ili sa tim kako se naš imuni sistem nosi sa mikrobima koji pokušavaju da osvoje naša tela. Ali, to su sve delovi tela preko kojih mi vrlo direktno interagujemo sa okruženjem, u direktnom sučeljavanju, može se reći. Lako je zamisliti da su posebno ti delovi naših tela bili brzo uobličavani putem selekcije iz okruženja i da je to pomerilo učestalost gena koji su povezani sa njima. Ali, ako pogledamo druge delove tela koji nisu u direktnom kontaktu sa okruženjem - naši bubrezi, jetra, naše srce - ne postoji način da se kaže, samo gledanjem na ove organe, iz kog dela sveta potiču.

Dakle, postoji druga interesantna stvar koja sledi iz ovog shvatanja da ljudi imaju nedavno zajedničko poreklo u Africi, a to je da, kada su se ti ljudi pojavili pre oko 100.000 godina, nisu bili sami na planeti. Postojale su druge forme ljudi najčuveniji su, verovatno, Neandertalci — te robusne forme ljudi, ovde sa leve strane, u poređenju sa modernim ljudskim skeletom sa desne strane - koja je postojala u zapadnoj Aziji i Evropi od pre nekoliko stotina hiljada godina. Dakle, zanimljivo pitanje je, šta se desilo kada smo se sreli? Šta se desilo sa Neandertalcima?

I da bismo počeli da odgovaramo na takva pitanja, moja istraživačka grupa - već više od 25 godina - radi na metodama ekstrakcije DNK iz ostataka Neandertalaca i izumrlih životinja starih desetine hiljada godina. To uključuje veliki broj tehničkih detalja o tome kako se izoluje DNK, kako se konvertuje u oblik koji može da se sekvencionira. Morate raditi vrlo pažljivo da biste izbegli kontaminaciju eksperimenta svojom sopstvenom DNK. I zahvaljujući ovome, zajedno sa onim metodama koje omogućavaju da veoma mnogo DNK molekula može vrlo brzo da se sekvencionira, smo prošle godine uspeli da pokažemo prvu verziju neandertalskog genoma, pa tako bilo ko od vas može da pogleda na Internetu i nađe neandertalski genom, ili bar 55 procenata tog genoma što smo do sada uspeli da rekonstruišemo. I može početi da ga upoređuje sa genomima ljudi koji žive danas.

I jedno pitanje koje ćete možda želeti da postavite je, šta se desilo kada smo se sreli? Jesmo li se mešali ili nismo? I način na koji to pitanje može da se postavi je da se posmatra Neandertalac koji potiče iz Južne Evrope i da se uporedi sa genomima ljudi koji su danas živi. Pa zatim gledamo da to uradimo sa parovima pojedinaca, počevši od dva Afrikanca, posmatrajući dva afrička genoma, pronalazeći mesta na kojima se međusobno razlikuju i za svaki taj primer postavljamo pitanje: kako izgleda Neandertalac? Da li se poklapa sa jednim Afrikancem ili sa drugim Afrikancem? Očekivali bismo da tu ne bude razlike, jer Neandertalci nikada nisu bili u Africi. Trebalo bi da su podjednaki, nema razloga da budu bliži jednom Afrikancu nego drugom. I to je zaista i slučaj. Posmatrajući statistički, nema razlike u tome koliko se često Neandertalac poklapa sa jednim ili drugim Afrikancem. Ali, uočava se razlika ako sada pogledamo pojedinca iz Evrope i jednog Afrikanca. Tada, statistički značajno češće se Neandertalac poklapa sa Evropljaninom nego sa Afrikancem. Isto to važi i ako posmatramo pojedinca iz Kine naspram Afrikanca, Neandertalac će se češće poklapati sa kineskom individuom. To takođe može biti iznenađujuće, jer Neandertalci nikada nisu bili u Kini.

Dakle, model koji predlažemo da bismo to objasnili je da, kada su moderni ljudi izašli iz Afrike negde pre 100.000 godina, sreli su se sa Neandertalcima. Verovatno se to prvi put desilo na Bliskom istoku gde su Neandertalci živeli. Ako su se tamo međusobno mešali, onda bi ti moderni ljudi koji su postali preci svima van Afrike preneli tu neandertalsku komponentu u svom genomu u ostale delove sveta. Tako da, danas, ljudi koji žive van Afrike imaju oko dva i po procenta svoje DNK od Neandertalaca.

Dakle, sada kad imamo neandertalski genom pri ruci, kao referentnu tačku i kad imamo tehnologije da ispitujemo drevne ostatke i da ekstrahujemo DNK, možemo početi da ih primenjujemo i drugde u svetu. I prvo mesto na kom smo to uradili je u Južnom Sibiru u Altajskim planinama u mestu pod imenom Denisova, u pećinskom nalazištu na toj planini, gde su arheolozi 2008. godine našli malecko parče kosti — ovo je kopija toga — za koje su shvatili da potiče od zadnje falange malog prsta čoveka. I to parče je bilo dovoljno dobro sačuvano pa smo mogli da odredimo DNK iz ove jedinke, i to čak u većem stepenu, nego za Neandertalce i mogli smo da počnemo da to upoređujemo sa neandertalskim genomom i sa današnjim ljudima. I pronašli smo da ova jedinka deli zajedničke predačke osnove DNK sekvenci sa Neandertalcima, od pre oko 640.000 godina. A još dalje u prošlost, pre oko 800.000 godina, se nalaze zajedničke predačke tačke sa današnjim ljudima.

Dakle, ta jedinka potiče iz populacije koja deli poreklo sa Neandertalcima, ali daleko u prošlosti, a zatim ide kroz dugu nezavisnu istoriju. Mi imamo naziv za ovu grupu ljudi, koju smo tada opisali po prvi put iz ovog majušnog parčeta kosti, zovemo ih ljudima iz Denisove, po mestu na kojem su prvi put opisani. Pa tako možemo pitati za ljude iz Denisove iste stvari kao za Neandertalce: Da li su se mešali sa precima današnjih ljudi? Ako postavimo to pitanje, i ako uporedimo genom ljudi iz Denisove sa ljudima širom sveta iznenađujuće otkriće je da nema dokaza o denisovskoj DNK ni kod jednog savremenog naroda, čak ni kod onih blizu Sibira. Ali, pronašli smo ih u Papui Novoj Gvineji i drugim ostrvima u Melaneziji i Pacifiku. To, po svoj prilici, znači da su ljudi iz Denisove bili u prošlosti šire rasprostranjeni, jer ne smatramo da su preci ljudi iz Melanezije ikada bili u Sibiru.

Dakle, putem proučavanja ovih genoma izumrlih ljudi, počinjemo da dobijamo sliku o tome kako je izgledao svet kada su moderni ljudi počeli da izlaze iz Afrike. Na zapadu su bili Neandertalci; na istoku su bili ljudi iz Denisove - možda i neke druge forme ljudi koje još nismo opisali. Još uvek ne znamo sasvim gde su bile granice između ovih ljudi, ali znamo da su u Južnom Sibiru, živeli i Neandertalci i ljudi iz Denisove bar neko vreme u prošlosti. Zatim su se moderni ljudi pojavili negde u Africi, izašli su iz Afrike, po svoj prilici na Bliski Istok. Sreli su Neandertalce, mešali se sa njima, nastavili su da napreduju širom sveta, i negde u Jugoistočnoj Aziji, sreli su ljude iz Denisove i mešali se sa njima i nastavili su dalje ka Pacifiku. A onda su ove ranije forme ljudi nestale, ali su i danas u maloj meri prisutne u nekima od nas — po tome što ljudi van Afrike imaju dva i po procenta svoje DNK od Neandertalaca, a ljudi u Melaneziji u stvari imaju dodatnih pet procenata otprilike od ljudi iz Denisove.

Da li ovo znači da ipak postoji neka apsolutna razlika između ljudi van Afrike i unutar Afrike po tome da ljudi van Afrike imaju ovu staru komponentu u svom genomu od ovih izumrlih ljudski formi, dok Afrikanci to nemaju? Pa, ja mislim da to nije slučaj. Po svoj prilici, moderni ljudi su se pojavili negde u Africi. Proširili su se kroz Afriku, naravno, a tamo su postojale starije, ranije forme ljudi. I budući da smo se mešali na drugim mestima, prilično sam siguran da ćemo, jednog dana, možda kad budemo imali genom i ovih ranijih formi u Africi, pronaći da su se i oni mešali sa ranim modernim ljudima u Africi.

Dakle da sumiramo, šta smo naučili putem proučavanja genoma današnjih ljudi i izumrlih ljudi? Moguće je da smo saznali mnogo stvari, ali jedna stvar za koju smatram da je važno pomenuti po mom mišljenju je ta lekcija da smo se oduvek mešali. Mešali smo se sa ovim ranijim formama ljudi, gde god smo ih sreli, i mešamo se međusobno od tada do danas.

Hvala vam na pažnji.

(Aplauz)