Представлено исследование, над которым трудилась группа ученых со всего мира под руководством украинца Тараса Олексика, генетика из Ужгорода, который ныне работает в Оклендском университете в США. Эксклюзивно для «Укринформа» профессор рассказал об особенностях этого исследования. Собственно, ученые изучили генетический материал сотни украинцев, которые проживают на территории в течение долгого времени и имеют предков — жителей Украины в третьем колене. Главный акцент исследования — это то, что по открытым генетическим данным теперь другие ученые могут исследовать и лучше понимать специфику украинской популяции и улучшать качество жизни украинцев, точнее диагностируя болезни и производя более эффективные лекарства. Впрочем, не менее интересным исследование генома украинцев станет для историков, которые могут теперь больше узнать о происхождении нашей популяции.
О вакцине от ковида и лекарствах от рака для украинцев и о том, что говорят наши гены, о том, с кем «кохалися» наши предки — в интервью с Тарасом Олексиком.
ДО СИХ ПОР УКРАИНА НЕ БЫЛА ПРИОРИТЕТНОЙ СТРАНОЙ В ИССЛЕДОВАНИЯХ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ГЕНОМА
— Ваше исследование произвело настоящий фурор — не только в научном сообществе, но и в обществе тоже. Все-таки знаковая вещь: геном украинцев наконец стал темой научного изучения, ведь раньше Украина не была частью генетических исследований в мире. Хотя это самая большая страна Европы. Почему нас не изучали?
— Да, Украина до сих пор не была приоритетной в исследованиях человеческого генома. Почему? Потому что возможностей не было.
— То есть — денег не было? Ученых не было? Или чего?
— Как раз основной целью нашего исследования было создавать эти возможности для дальнейших геномных исследований украинцев. Во-первых, не было людей, которые бы интересовались этой сферой на таком уровне, которые понимали бы проблематику. Для подобного исследования мы собрали команду из 28 ученых из разных стран.
Во-вторых, деньги тоже очень важны. В нашем случае мы впервые представили выборку полных геномов со всей территории Украины. Полногеномные исследования (в отличие от генотипирования, обычных на сегодня лабораторных исследований небольших фрагментов ДНК) очень дорогие. 20 лет назад был опубликован первый геном, The Human Genome Project, его смета была 3,5 миллиарда долларов США. Астрономическая сумма! На данный момент технология подешевела, и геном человека можно секвенировать (прочитать) менее чем за $1000.
Поскольку в нашем исследовании была почти сотня генетических образцов, то можете себе представить, как это укладывается в бюджет даже такого, крупного по украинским меркам, университета, как Ужгородский Национальный. Необходимо было договариваться и использовать персональные связи с коллегами по всему научному миру.
Ну, и еще важная вещь — инфраструктура. Давно идет речь о том, чтобы открыть в Ужгороде геномный центр, разные возможности для этого рассматривались, но центр пока только строится. Также до сих пор остается проблемой то, что в Украине нет больших секвенаторов для геномных исследований, некоторые компании их уже предлагают, например, Ilumina, но у них или нет гарантии качества, низкая способность, или цена услуги слишком высокая, чтобы серьезно воспринимать их предложения. Это, конечно, временное явление, и когда спрос на услуги увеличится, количество секвенаторов тоже увеличится, а цена будет падать. Но для этого необходимо, чтобы наше научное и медицинское сообщество поняли, что геномные данные им нужны. На сегодня еще нет критической массы. Поэтому мы договорились о сотрудничестве с коллегами из BGI (Китай) и National Cancer Institute (США), где есть секвенаторы для научных, а не коммерческих проектов.
ЧТО ОБЩЕГО У ГЕНЕТИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ С МЕТОДОМ ПЦР?
— Секвенатор — это устройство, на котором проводят эти генные исследования?
— Да. Это технологическое открытие, которое сделало для человечества возможными полногеномные исследования. Объясню по аналогии: изобретения таких технологий, как каравелла и компас, привели к тому, что появилась географическая карта мира. Эти технологии изменили мир. Смельчаки этим воспользовались, и, в частности, Колумб доплыл до Америки, а Магеллан отправился в кругосветное путешествие.
Секвенатор изобрели всего несколько десятилетий назад (идея появилась еще в 1970-х годах в Англии, a метод ПЦР, который сейчас очень популярен из-за пандемии, сделал секвенирование намного дешевле и доступнее в 1980-х).
Первый и самый надежный метод секвенирования, собственно, это считывание всей информации на хромосоме с помощью ПЦР. Этот процесс был очень дорогим в начале, это были, собственно, просто ПЦР и электрофорез — сначала с радиоактивными маркерами, процесс шел тяжело, прочитывались очень маленькие фрагменты.
Однако технология постепенно менялась и дешевела — по аналогии: так, как теперь путешествие в Америку, которое Колумб более 500 лет назад — совершил в течение 36 дней и страшной ценой, мы совершаем за несколько часов. Так и с секвенированием: мы научились прочитывать всю последовательность ДНК организма за несколько часов.
Идея прочитать ДНК человека возникла еще в 1990-х годах, и до момента ее воплощения прошло 10 лет, хотя прогнозировали, что займет все 50, а стоило это удовольствие правительству США примерно 3,8 миллиарда долларов. Однако первый прочитанный геном мы получили в публичном доступе в 2003 году, с этого началась революция в науке. Расчеты показывают, что за десять лет эта инвестиция вернула экономике $141 за каждый $1, вложенный в проект.
НЕ ЛЮБЛЮ ОПРЕДЕЛЕНИЕ «РАСШИФРОВАТЬ ГЕНОМ», ОНО НЕПРАВИЛЬНОЕ
— То есть, получается, что украинцы свой геном расшифровали спустя почти 20 лет после того, как это сделал цивилизованный мир?
— Вот не люблю я это определение «расшифровать геном». Оно неправильное.
— Почему? Вроде бы именно так об этом всегда и говорят: «ученые расшифровали ДНК».
— Да говорят, но знаете — для того, чтобы расшифровать, необходимо знать, что там что-то кем-то зашифровано. То есть, кто-то там что-то спрятал. На самом деле, мы создаем карты из неизвестной до сих пор информации — так же, как картографы во время эпохи великих географических открытий. Так же для того, чтобы в полном объеме понять информацию, закодированную в геноме, его необходимо сначала сложить в карту.
Сначала геномы разбивают на маленькие фрагменты. Затем с помощью секвенатора эти маленькие фрагменты читают, а потом с помощью мощных компьютеров их методично раскладывают по длине хромосомы. Поэтому геномы все же составляют, равно как и географические карты, из большой суммы индивидуальных измерений, а не расшифровывают.
Первый геном человека был составлен в 2003 году, мы продолжаем составлять остальные уже второй десяток лет. И будем это делать еще очень долго, документируя различия между ними. Проще говоря, мы создаем карту генетического разнообразия мира, прочитывая геномы, и что важно — это карта контурная. Наши исследования — это лишь очертания. А карту еще ведь надо заполнить!
Поэтому никто из ученых не наденет на себя эту корону, сказав: «Я расшифровал геном!» Это бы означало, что ты понял — что этот геном делает, исследовал, где именно у нас находятся гены, которые отвечают за конкретные функции человеческого организма и за то, когда и почему эти функции ломаются (то есть болезни). Я исследую это 20 лет и до сих пор этого не знаю. Я до сих пор наношу на эту контурную карту информацию о генетическом разнообразии людей, так же, как географ наносит на карту новые и неизвестные до того страны, острова или, там, проливы… Сравнивая карты разнообразия геномов популяций разных стран друг с другом, мы пытаемся понять, что именно эти различия означают.
— Тогда, что же дают эти исследования?
— О, многое! Если в двух словах, мы показываем генетическое разнообразие популяций. Вот в исследовании украинского генома, изучая образцы ДНК украинцев, мы нашли более 13 миллионов генетических вариантов, почти 500 тысяч из которых раньше были абсолютно новые и никем не задокументированные. Теперь этими данными смогут заняться другие ученые из разных сфер — от биологии и медицины человека до истории и археологии.
«ГЕНОМА УКРАИНЦЕВ» В ПРИНЦИПЕ НЕ МОЖЕТ БЫТЬ
— А если конкретнее: что именно эта нарисованная вами геномная «контурная карта» Украины дает украинцам?
— Ну, чтобы понимать — мы «с нуля» ее не делали. Мы знаем, каковы приблизительно очертания этих 23 хромосом. Поэтому и название статьи по результатам исследования не «Геном украинцев» — потому что такого в принципе не может быть.
Мы все люди, и геном отдельной нации — это для чего? Чтобы определять, кто к ней принадлежит, а кто нет? В 2012 году я опубликовал статью «Геном пуэрториканского попугая (Amazona vittata)», ну так вот там биологический вид отличный от других биологических видов других попугаев, крокодилов, слонов и так далее. Украинец — не биологический вид, он представитель вида Homo sapiens, то есть «человек разумный», как и остальные представители нашего вида на Земле.
Название нашей статьи «Геномное разнообразие в Украине» — то есть мы акцентировали на геномном разнообразии украинцев, представляя данные о генетических различиях внутри популяции между украинцами, и обращали внимание на генетические отличия от близких и дальних соседей, то есть других представителей нашего вида. Все это для того, чтобы продемонстрировать, что эта популяция заслуживает внимания ученых.
Поэтому конкретнее, использовав метафору, скажу так: мы приложили к общей карте генетического разнообразия людей всего мира свой, сугубо украинский пазл.
— То есть, вы, проще говоря, украинцев «прописали» на этой мировой карте, не так ли?
— Да, отныне мы являемся частью этого научного процесса, который создает шаг за шагом картину генетического разнообразия мира. То есть, карту разнообразия нашего вида на нашей планете.
— Это немного имиджевая штука такая, правда?
— Да, потому что мы все-таки положили Украину на этот глобус. Мы, в частности, оказались там быстрее наших соседей. И теперь картина мира будет более полной.
Ну, а если без метафор — наше исследование очень важно, прежде всего, для того, чтобы понять специфику украинской популяции. В смысле генетических вариантов, которые важны для диагностики, риска болезней и разработки методов лечения. Если бы этого не было сделано, то такая возможность появилась бы сначала у наших соседей, а для нас в лучшем случае делали бы лекарства вроде «что-то примерно такое же». Это дело персонифицированного подхода к лечению, то есть, дословно, — дело жизни людей.
Но вместе с тем, анализируя комментарии вокруг нашей работы, можно сказать, что многие ученые возьмутся за наши данные прежде всего, чтобы исследовать историю происхождения украинцев как популяции. Это понятно: генетическая история своего народа является актуальным вопросом для любой страны.
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ КАРТИНА НАШЕЙ ПОПУЛЯЦИИ СООТВЕТСТВУЕТ ГЕОГРАФИЧЕСКОЙ КАРТЕ
— То есть, интерес к открытым данным вашего исследования будет большим именно с учетом вопроса изучения наших отличий от соседей, и очевидно, именно от северных? Нарисованная вами картина что-то нам в этом смысле рассказывает?
— Вот вы от меня требуете, как в свое время от Колумба, когда он вернулся из путешествия, — золото! И он то золото от туземцев вынужден был везти. Однако наибольшая ценность его открытия была все-таки не в золоте.
Поскольку мы сейчас дали в отношении украинцев эту контурную карту, которую еще необходимо разрисовать, я бы воздержался от заявления, что мы нашли такой или такой ген у нас, которого нет у соседей. Сравнение с соседними популяциями в исследовании мы сделали только для того, чтобы показать, что украинская популяция имеет уникальную генетическую структуру! Мы другие, у нас свои особенности, которые отражены в разной частоте отдельных генетических вариантов. То есть, у украинцев в целом немного более высокая частота вариантов некоторых форм рака, но меньшая частота других форм, чем, скажем, у других народов Европы. В результате суммарная информация об этих вариантах показывает, что между двумя украинцами больше общего, чем между украинцем и испанцем, но испанец и украинец имеют между собой больше общего, чем кто-либо из них с китайцем. То есть, карта географическая и карта генетического разнообразия в целом совпадают. Но диагностического «гена украинца» не существует.
А вот что эти различия означают и почему такая особенность существует, дальше необходимо исследовать. Мы просто открыли дверь, создали возможность для дальнейших исследований.
— То есть, золото есть?
— Конечно есть, пусть начинают искать! Мы научно доказали этими выявленными 13 миллионами генетических вариантов, что на генетической карте Европы украинцы лежат отдельно. И это было ожидаемо. Я понимаю, что интерес к генам у людей большой, а слышали они о геномах в основном, когда определяли происхождение. Это создает впечатление, что народы друг от друга полностью отделены, происходят от одного основателя и друг с другом «не кохаються».
Если посмотреть на полную картину генома, то оказывается, что «кохалися» — много и часто. Но поскольку раньше не было современных средств транспорта, то «кохалися» в основном недалеко от места рождения. Таким образом, имеем картину популяции, которая соответствует географической карте. Те популяции, которые на карте друг от друга живут близко, генетически похожи, а те, что далеко — не так похожи. Поэтому как раз и необходимо изучать все популяции, не только украинскую, для того, чтобы найти и понять влияние генетически важных вариантов, которые имеют локальное значение.
ШЕВЧЕНКО ПРИЗЫВАЛ «КОХАТИСЯ» НЕ С МОСКАЛЯМИ, А САМ БЫЛ «МОСКАЛЕМ»
— Насчет того, с кем украинцы «кохалися» и как это повлияло на геном, не могу не спросить: получается, таки выполнили потомки завещание Шевченко — «кохайтеся, та не з москалями»?
— Говоря «кохайтеся, та не з москалями», Шевченко имел в виду не россиян, а людей, которые поехали в солдаты и затем вернулись. Поэтому сам он был, по этому определению, «москалем», потому что был в солдатах и вернулся в Украину.
— Интересное прочтение Шевченко генетиками!
— Ну, я тоже Тарас, это большая ответственность (смеется). А если серьезно, насчет того, с кем «кохалися» украинцы и какое это имело влияние на нашу популяцию, — из-за ограничений в передвижениях «кохалися» украинцы преимущественно со своими, или в соседнем селе, но, если жили близко с другими народами (то есть, на пограничнье) — то и с другими тоже «кохалися». Поэтому украинцы больше всего похожи с представителями тех народов, с которыми живут по-соседству. И очевидно, что не будет большим сюрпризом, если определят, что поляки ближе западным украинцам, чем французы или испанцы, так же, как и жители южной части России — северным украинцам.
Поэтому, возможно, патриоты будут несколько разочарованы. Но это очень полезно для медиков! То есть, для фармкомпаний мы примерно такие, как французы, но на 20% другие…
— Поэтому и лекарства для нас нужны «на 20% другие»?
— Да. И до сих пор было несправедливостью для нашего народа, получается, потому что в других регионах мира медицина идет вперед и базируется на данных генетических исследований, а у нас не с чем было работать. Вот сейчас есть.
ГЕНЕТИЧЕСКОЕ РАЗНООБРАЗИЕ МЕЖДУ УКРАИНЦАМИ МОЖЕТ БЫТЬ БОЛЬШИМ, ЧЕМ МЕЖДУ БРИТАНЦАМИ И ИСПАНЦАМИ
Но с другой стороны, имейте в виду, что нет такой вещи, как «геном украинца», потому что украинцы тоже между собой разные! И даже при том, что мы брали для исследования людей, которые заявляли, что являются украинцами в третьем колене и живут на этой территории, у нас разнообразие между украинцами может быть большим, чем между теми же британцами и испанцами!
— То есть, от Сяна до Дона — это генетически разные украинцы?
— Да, собственно.
— Вспомнился факт, который нам когда-то приводили на курсе истории Украины в университете, — про «чорні брови й карі очі» и то, что это неукраинские гены в нашей популяции.
— Это как раз пример такой вот спекуляции на генах. Я вам скажу так: украинец — это такой человек, который вырос в украинском обществе, считает украинский язык родным, даже если говорит на другом, и имеет с нами общие культурные ощущения. А отнюдь не человек, который имеет те или иные генетические признаки. Вот у нас в исследовании оказался один образец, где человек вызвался назваться украинцем, рожденным в Украине с предками до третьего колена. А генетическая информация оказалась ближе к Испании. Так что, убеждать этого человека, что он не украинец?
ИССЛЕДУЯ ВЛИЯНИЕ МЕДПРЕПАРАТОВ, НАС НЕЛЬЗЯ ДАЖЕ ПРИБЛИЗИТЕЛЬНО ДОПИСЫВАТЬ НИ К ПОЛЯКАМ, НИ К РУССКИМ
— Но вместе с этим всем, вы в статье отметили, что украинцы таки имеют уникальную генетическую структуру. Вот в чем мы уникальны?
— Опять же, как в географии: у нас есть Днепр, а ни у кого больше нет. У всех популяций есть что-то уникальное. Мы отметили, что мы отличаемся от популяций в Восточной Европе. Это означает, что когда делают медицинские исследования какого-то препарата и его влияния, то нас нельзя даже приблизительно дописывать ни к полякам, ни к русским. Нас надо изучать отдельно!
— Это касается и всех этих антиковидных вакцин, не так ли? И очевидно, что вакцина для украинцев необходима своя, изученная и протестированная на украинцах, а не на китайцах или американцах, собственно?
— Да! Ну, или эта вакцина должна быть хотя бы опробована в Украине на фокус-группе перед тем, как ею будут массово вакцинировать население. Нельзя говорить перед внедрением массовой вакцинации каким-то препаратом, что, если это работает в России или в Англии, или в Китае, то оно будет работать и в Украине. Как раз такие вещи и зависят от генетики.
Хотя Россия — это вообще отдельная вещь в сфере генных исследований. Я еще до войны инициировал проект «Геном России», затем вышел из него в знак протеста из-за событий в Крыму и на Донбассе. Однако россияне по-другому вообще подошли к изучению этого вопроса. Если мы провели исследования и все данные выложили в доступ, так, как это делают в цивилизованном мире, то россияне провели такое исследование — и все свои данные засекретили.
— «Чтоб никто не догадался», как говорил герой старого фильма?
— Но это вредит им самим! Это разница наших систем. Я провожу исследование и выкладываю данные, чтобы потом наши украинские ученые дальше над этим работали. А в России — нет, там строят институт, вбухивают миллиарды долларов — и пусть дочь Путина этим занимается. А проигрывают от этого обычные люди, которым прописывают «приблизительные» методы диагностики и лечения.
КОМУ МЫ ИНТЕРЕСНЫ БОЛЬШЕ ВСЕГО? САМИ СЕБЕ!
— Говорите, что открытые данные вашего исследования приведут к тому, что лекарства для украинцев, в частности, могут стать качественнее. Но мы такая интересная страна, которая в этой сфере своего почти ничего не производит. Все фармкомпании, которые работают на нашем рынке, заезжие, нам просто продают их продукцию.
— Вы правы. Но в то же время, и нет. Потому что, хотя у нас в Украине нет возможностей и специалистов, но по всему миру хватает ученых, которым это может быть интересно. Мне уже позвонили ученые из нескольких групп и выразили заинтересованность — начать работать с нашими данными. Просто раньше работать было не с чем.
— А объясните, кому мы интересны?
— Мы интересны больше всего сами себе. Почему я взялся за эту работу? Потому что не было такого исследования об украинцах. Никто не делает, а делать необходимо. Я делал раньше такие исследования в других проектах, в частности исследовал пуэрториканцев. Пуэрториканцы тоже начали после того, как данные выложили в открытый доступ, делать много открытий. Например, в прошлом году, основываясь на геномных данных, мы нашли совершенно новый детерминант рака груди в Пуэрто Рико. Не было бы этого открытого ресурса — не было бы открытия, а это дело жизни и смерти людей.
Хотя там была ситуация, которая вызвала научный скандал. В какой-то момент, после исследования генома пуэрториканцев, один из коллег из университета провел мысленный эксперимент, чтобы определить, какой из уже исследованных геномов человека лучше? Он взял все известные геномы, поисправлял генетические болезнетворные мутации в них на полезные — у него получился так называемый «идеальный человек». Затем он сравнил то, что получил в теоретическом исследовании, с реальной геномной картой мира — и получилось, что именно пуэрториканцы ближе всего к этой картинке. Это был один из моих образцов генома пуэрториканцев, и таким образом, тот ученый объявил, что идеальными людьми на планете являются пуэрториканцы.
— Представляю масштаб скандала!
— Скандал был огромный! Знаете, расизма у нас и без генных исследований хватает на планете. А тут еще все сразу решили, что идеальный человек — это Дженифер Лопес. Я тогда написал статью «Почему не может быть идеального человека?» и объяснил, почему генетическим исследованиям следует избегать таких вот моментов со словами «идеальный». Это приводит к спекуляциям на тему, какой народ лучше.
Вот у нас часто говорят: я живу на своей Богом данной земле. Ну, кто тебе эту землю дал? Но ведь на этой Богом данной земле живут и крымские татары, и гагаузы, и венгры — вот с ними что делать? Мы все — большая смесь древних популяций, которые жили на этой территории, — не хуже, не лучше, просто немного другие.
Я сейчас скажу одну вещь, очень важную. Многие люди в Украине изучают так называемые митохондриальные гаплотипы, это касается такого понятия, как митохондриальная Ева…
— Это что — о поисках Первоматери?
— В некотором роде. Создается такая иллюзия, что все народы от матери к матери происходят по одной линии. Это неправда! Мы не ходили по одной линии. Наш вид человека даже с неандертальцами «кохався» в свое время, и последствия этого до сих пор находятся в наших генах. А через Украину в свое время проходили половцы, гунны, готы, хазары, монголы, всех и не перечислишь…
— В последний раз, собственно, немцы и русские…
— И то, что осталось в геноме украинцев сегодня, является следствием всех этих процессов! Разные люди добавляли свои вкрапления к картине нашего разнообразия. Нам эту картину необходимо знать и понимать, почему так и к чему это приводит. Но не для того, чтобы говорить, что у нас есть идеальный человек в популяции, а у вас нет.
Кстати, мы уже получили много комментариев по поводу нашего исследования в интернете наподобие «а ген глупости вы уже нашли у себя?» или, там, «ген подхалимства американской системе». На самом деле, стоит понимать, что украинец от русского отличается паспортом, а не геномом. Может быть человек с идеальным геномом украинца, но в душе — ярый путинист. Вот есть потомки запорожских казаков на Кубани, которые воюют против Украины.
Хотя я не исключаю, что, в конце концов, благодаря анализу геномных данных, история будет открываться по-другому! Потому что историю всегда пишут победители, а потомки изучают то, что написано. А здесь имеем объективную информацию-картину, написанную без политической цензуры. Можно даже сказать — новый первоисточник. Это, в принципе, будет очень интересно, поэтому будем следить — что было в истории на самом деле, а что выдумано.