Наших предков найдёт компьютер

Международная группа программистов, математиков и биологов создала компьютерный алгоритм, с помощью которого можно за считанные минуты проследить генетическую родословную любого человека. В отличие от большинства прежних методов новой программе не требуется информация о ныне здравствующих родственниках исследуемого человека, чтобы найти любого, даже самого отдалённого его предка.

На сегодняшний день существует ряд программ, определяющих восходящую генеалогию с помощью ДНК. Однако для того, чтобы определить, например, является ли данный мужчина потомком какого-то другого мужчины, требуется получить образец ДНК гарантированных потомков последнего – иначе говоря, хромосомы его родственника, причём также мужского рода. Такой ДНК-анализ называется генетическим анализом Y-хромосомы, в ходе которого генетики устанавливают количество повторов аллелей в каждом маркере. В результате мужчина может найти своих родственников, имеющих одного общего предка, и оценить, насколько этот предок удалён во времени. Масштаб удаления может варьироваться от сотен лет до десятков тысяч лет, в зависимости от «генеалогической дистанции».

Что касается женщин, то провести подобные тесты среди представительниц прекрасной половины человечества не представляется возможным: у женщин нет Y-хромосомы, а все другие хромосомы присутствуют в парном варианте, и потому гораздо более перемешаны: одна из каждой пары хромосом получена от отца, а вторая от матери. В такой ситуации крайне сложно найти какого-либо предка. Впрочем, если женщина все же хочет узнать свою генеалогию по женской линии, ей могут предложить провести исследование митохондриальной ДНК (мтДНК), которая наследуется по материнской линии.

Если же люди не хотят ограничивать свои знания о собственном происхождении только «крайними» мужской и женской ветвями, они могут привлечь к исследованию более отдалённых родственников, которым придется пройти тестирование на Y-хромосому и мтДНК.

В отличие от этих способов установления генеалогии человека программе, разработанной специалистами Ренселеровского политехнического института, не требуется генетическая информация ваших родственников.

Анализ генеалогии проводится методом анализа так называемых однонуклеотидных полиморфизмов. Этот тип маркера, ставший удобным благодаря новой технологии расшифровки последовательности ДНК, наблюдается чаще, чем любой другой тип маркера.

По словам создателей программы, для определения вашей генеалогии программе нужен лишь образец вашей ДНК. Его учёные могут получить, например, после анализа соскоба с внутренней стороны щеки. Далее исследователи пользуются многочисленными базами данных, где содержатся уже собранные к настоящему времени генетические данные, – в первую очередь, международного проекта HapMap. Сравнивая известные ДНК с вашей, программа определяет наиболее вероятные родственные связи в этой системе.

В ходе проверки работы программы учёные провели сравнительное исследование генеалогии более чем сотни людей. Среди этой сотни были как люди с близкими «корнями», например японцы и китайцы, так и те, чьё происхождение отследить сложнее. Так, программа проанализировала ДНК нескольких пуэрториканцев, чьи даже относительно близкие предки могут быть крайне разнообразны – начиная с представителей коренного населения Северной Америки и заканчивая европейцами и жителями Африки. В итоге программа дала сбой лишь в одном случае, и то лишь потому, что генеалогия исследуемого в равной степени относилась и к китайцам, и к японцам.

«Мы протестировали нашу программу и выяснили, что она работает корректно, значит, можно начинать её массовое использование. Теперь практически любой человек сможет узнать, кто же его предки», – отмечает руководитель исследования Петрос Дринеас. И чем больше новых образцов ДНК будет в общей базе данных, тем более детально можно будет определить происхождение данного человека.

По его словам, такое точное понимание генетики человека поможет найти ключ к лечению многих сложных болезней. Ведь, несмотря на то что 99% всего генома у людей идентичны, от того, что входит в оставшийся 1%, зависит, каким образом наш организм взаимодействует с вирусами, токсичными веществами. Это означает, что понимание генеалогии поможет медикам разрабатывать индивидуальные варианты лечения и терапии.

Кроме того, программа может улучшить работу историков и антропологов. Имея на руках обширную карту генетических изменений человечества, эти специалисты смогут объяснить, где и когда существовало то или иное поселение и когда начались процессы превращения отдельных популяций человека в единое человечество.