«Многие цивилизации начали свое развитие на территории России. Здесь они возникли и эволюционировали». Интервью с Харисом Мустафиным.

— Ваша лаборатория занимается весьма необычным направлением — исторической генетикой. Что вас побудило обратиться к этой области?

— Я бы тоже хотел начать этот разговор именно с исторической генетики! Есть даже формальное основание: нашей лаборатории исполняется 10 лет.

Именно 10 лет назад появилась идея использовать техническое оснащение Физтеха (МФТИ) для создания лаборатории исторической генетики, которая могла бы исследовать археологические материалы на предмет их происхождения. В то время палеогенетика развивалась лишь на Западе. Когда возникла идея открыть лабораторию в России, многие известные отечественные генетики утверждали, что палеогенетические исследования в нашей стране невозможны. Во-первых, не было подходящей технической базы, способной решать эти задачи. Во-вторых, сами образцы были очень сложными: суровый климат и агрессивная почва значительно ухудшали сохранность останков. Все были уверены, что это почти неразрешимая задача.

И это действительно так. Однако я состоял в неформальном сообществе людей, интересующихся историей. В частности, среди них был Якунин Вадим Сергеевич — выпускник Физтеха, основатель и владелец фармацевтической компании «Протек». Мы часто обсуждали, как можно применить научные методы для отечественной археологии и истории. Так родилась идея создать лабораторию, которая смогла бы решить эту сложную задачу. Мы решились на этот шаг, и как раз в это время в МФТИ открылся геномный центр.

— Русская классика!

— У меня уже был опыт решения сложных задач. Процесс создания лаборатории оказался долгим. Сначала мы искали, кто мог бы возглавить лабораторию. В итоге, поскольку инициатива наказуема, мне пришлось взять на себя эту ответственность. Началась работа. Сначала мы взаимодействовали с ведущими специалистами в области популяционной генетики, которые изучают геномы современных людей и на их основе определяют предысторию популяций. Как зарождались цивилизации, как они развивались и смешивались. Это очень обширная и интересная тема. Но вскоре стало ясно, что необходимо заниматься тем, что практически не делается в нашей стране: собирать археологические образцы, выделять древнюю ДНК, считывать информацию и работать с ней.

— Но как это осуществить, если в России не было реального опыта?

— Здесь нам помогла техническая база на Физтехе в виде геномного центра. У нас уже была минимальная основа для начала работы. Однако самым сложным и ключевым моментом в палеогенетической лаборатории являются условия работы с древней ДНК. Дело в том, что в археологических образцах древняя ДНК находится в сильно деградированном состоянии. Это маленькие фрагменты с очень низкой концентрацией. Часто данный материал сложнее, чем тот, с которым работают криминалисты. Поэтому любое попадание ДНК современных людей в образец становится критичным. Также важно, чтобы в исследуемый образец не попадали даже микроскопические фрагменты других ранее исследованных древних образцов. Достоверность информации, получаемой с ДНК, становится сомнительной, если не предусмотреть сложные и дорогостоящие меры защиты. Это ключевой момент.

— А что говорит зарубежный опыт?

— В мире есть крупные лаборатории — в Гарварде, Лейпциге, Йене, в Дании. Немцы построили одну из палеогенетических лабораторий в Австралии, причем спроектировали так, чтобы в нее не попадало ничего от современных людей. Она находится на расстоянии 500 м от шоссейной дороги, учтена роза ветров. Каждый посетитель сдает анализы, чтобы был известен его геном.

В итоге перед нами встал очень сложный вопрос создания лаборатории с ультрачистыми условиями: тамбуры для переодевания, работа в скафандрах, сложнейшие и дорогостоящие фильтровентиляционные системы. Мы оставляем ДНК повсюду вокруг себя. Вся атмосфера вокруг нас — это как некий бульон, в котором множество частиц от разных людей циркулирует по вентиляции. Необходимо использование каскадных вентиляционных систем для очистки воздуха. Более того, после работы с археологическим объектом нужно полностью вычистить все вокруг, потому что остатки от него могут попасть на следующий образец и исказить получаемую информацию. Это сложнейшая проблема. Построить такую лабораторию стоит очень дорого. Нужно либо крупное государственное финансирование, либо серьезные инвестиции. У нас это не было предусмотрено в бюджете, поэтому пришлось искать нестандартные решения.

— Как же вы вышли из этой сложной ситуации?

— Как всегда, самое простое решение — самое красивое и правильное. В стандартной палеогенетической лаборатории работа даже с маленьким образцом, иногда это зуб или фрагмент косточки, проходит в большом помещении. При этом маленький фрагмент необходимо защитить от всего, что находится в этом же помещении. Мы посмотрели на ситуацию с другой стороны: а почему бы не защищать артефакт, с которым работаешь, в изолированном малом объеме? Например, в перчаточном боксе, полностью изолированном от окружающей среды? При этом человек может работать с образцом без скафандра, в специальных перчатках, соединенных с портами боксов.

Как всегда, самое простое решение — оно самое красивое и правильное

— При таком подходе важно создать правильную систему перчаточных боксов, чтобы каждый бокс выполнял функции лаборатории, в которой последовательно происходят пробоподготовка, выделение ДНК и другие процессы. Это позволяет создать функциональный аналог, но без столь значительных затрат.

Такую цепочку боксов мы разработали и создали — с переходными камерами и мощными ультрафиолетовыми лампами, уничтожающими остатки «паразитной» ДНК. Боксы очень удобно обрабатывать, поскольку они небольшие по объему. А главное, мы решили проблемы с фильтрацией воздуха за счет внедрения совершенно нового решения. А именно: не пропускать воздух через каскад фильтров, потому что даже самые лучшие фильтры не обеспечивают такой чистоты, как генератор особо чистого азота. Мы получаем из атмосферы особо чистый азот, отделяя его от всех примесей на молекулярном уровне. Продуваем им боксы и работаем в фактически нейтральной среде для всех процессов. Но главное, что в этой среде нет никакой ненужной органики от других людей и образцов.

Это простое решение оказалось очень эффективным. Мы сразу начали получать отличные результаты. Оказалось, что благодаря такому подходу можно выделять ДНК из образцов в щадящем режиме. Нет необходимости облучать образцы мощным ультрафиолетом, как делают западные коллеги, что еще больше разрушает ДНК.

— Это и есть, как ранее писали, ваша инновационная методика изучения древней ДНК?

— Да, наша технология позволяет избежать традиционных «чистых» лабораторий с дорогими фильтровентиляционными системами, которые не решают всех сложностей работы с древней ДНК. Мы получаем концентрации ДНК зачастую на порядок выше, чем у западных коллег из тех же образцов. У нас была возможность сравнить. Фактически, это решение сравнительно экономичное и при этом достаточно эффективное. Но это был первый шаг в нашей работе.

Второй важный момент — доступ к уникальным коллекциям археологических материалов, которых в нашей стране очень много. У нас замечательная отечественная школа археологов и антропологов. Существуют огромные коллекции археологическо-антропологического материала. Наладив сотрудничество с ведущими организациями: Институтом археологии РАН и Институтом этнологии и антропологии РАН в Москве, а также с Институтом истории материальной культуры РАН в Санкт-Петербурге, мы получили доступ к колоссальным коллекциям. Мы также тесно работаем с региональными организациями, что позволило нам познакомиться с большими выборками материала. Используя нашу технологию, мы открываем огром