Wyobraź sobie: wywiad ze Svante Pääbo / Jane Gitschier

Pääbo (patrz zdjęcie 1 ) rozpoczął działalność w 1985 roku, pracując potajemnie w nocy w laboratorium, w którym prowadził niezwiązane z nim badania doktoranckie, aby wyodrębnić, sklonować i zsekwencjonować DNA z egipskiej mumii. Stamtąd dołączył do nieżyjącego już Allana Wilsona jako adiunkt w Berkeley, gdzie razem odmłodzili sekwencje wymarłych gatunków. Po powrocie do Europy otrzymał stanowisko profesora zwyczajnego w Monachium. Obecnie jest dyrektorem Genetyki Ewolucyjnej w Instytucie Antropologii Ewolucyjnej Maxa Plancka w Lipsku.

Sterylne lobby hotelowe nie było miejscem, na które liczyłam przeprowadzając wywiad z Pääbo. Wolałabym muzeum historii naturalnej lub, jeszcze lepiej, wykopaliska archeologiczne, aby pobudzić soki wywiadu. Ale kiedy zdałam sobie sprawę, że zeszłej jesieni miał wziąć udział w spotkaniu Amerykańskiego Towarzystwa Genetyki Człowieka w San Diego, skorzystałam z okazji. Mimo zmęczenia lotem, odważnie zgodził się na rozmowę o 22:00, po sympozjum prezydenckim i zaledwie siedem godzin przed planowaną wyprawą surfingową w La Jolla.

Jane Gitschier: Co się stało w twojej młodości, że tak bardzo zainteresowałaś się Egiptem?

Svante Pääbo: W późnym dzieciństwie bardzo zainteresowałem się archeologią. Chodziłem po dużych burzach w Szwecji w miejsca, w których drzewa się przewróciły. Możesz szukać rzeczy w korzeniach – ceramiki z epoki kamienia i temu podobnych rzeczy. Nawet na przedmieściach Sztokholmu, gdzie dorastałem, wokół wciąż był las. A można było biegać i bawić się. Z pewnością dzieci bawiły się w „epokę kamienia łupanego” za szkołą w lesie.

JG: Czy było coś, co spowodowało, że zainteresowałeś się archeologią?

SP: Niezupełnie, ale myślę, że było to uświadomienie sobie, że możesz sam wyjść i znaleźć te rzeczy!

JG: I znalazłeś coś?

SP: Tak, nadal są u mojej mamy, w szklanej gablocie – tysiące kawałków garnków, które zebrałem. Czasami można połączyć je razem i zdobyć część garnka, który był używany 3000 lat temu. Całkiem fascynujące.

Poza tym mama zabrała mnie do Egiptu, ponieważ interesowałem się egiptologią. Myślę, że miałem 14 lat. To sprawiło, że zafascynowałem się, jak wiele małych dzieci, Egiptem, mumiami i piramidami. Były to głównie wyjazdy do Egiptu – trzy razy z mamą.

JG: Wow, czy twoja mama też była w Egipcie?

SP: Częściowo przez moją fascynację, ale myślę, że nadal chodzi na wykłady z egiptologii w Sztokholmie.

JG: Czy twoi rodzice byli naukowcami?

SP: Tak. Dorastałem z matką. Moja mama i tata nie byli małżeństwem. Moja mama była chemikiem i pracowała w przemyśle. Mój tata miał inną rodzinę, ale był biochemikiem i badał prostaglandyny.

JG: A potem pracowałeś w biochemii?

SP: Najpierw zacząłem studiować egiptologię i tym podobne rzeczy na Uniwersytecie [Uppsala] i trochę się rozczarowałem. Nie było tak romantycznie, jak myślałam, że będzie. I po mniej więcej półtora roku nie wiedziałem, co robić, bo to nie było tak naprawdę „to”. Zacząłem więc studiować medycynę, bo pomyślałem, że zdobędę zawód. Była to także droga do badań podstawowych.

JG: Czytałem twoją pracę z 1985 roku o sekwencjonowaniu szczątków mumii. Jaka była tego geneza?

SP: Wiedziałem, że w muzeach są setki i tysiące mumii i że każdego roku znajdują setki nowych, a klonowanie molekularne w bakteriach było wtedy raczej nową rzeczą, więc znalazłem w literaturze, że nikt nie próbował pojęcia się wyodrębnienia DNA z egipskich mumii, a właściwie jakichkolwiek starych szczątków. Zacząłem więc robić to hobbystycznie późnymi wieczorami iw weekendy, w tajemnicy przed moim promotorem.

JG: Jako skromny doktorant, gdzie znajdujesz kawałek mumii, aby rozpocząć to śledztwo?

SP: Studiowałem egiptologię, więc profesor egiptologii znał mnie dość dobrze. Pomógł mi pobrać próbkę mumii w muzeum w Uppsali. Miał też bardzo dobre kontakty z bardzo dużym muzeum w Berlinie, które wówczas było w Berlinem Wschodnim. Niemcy mają bardzo długą tradycję w egiptologii, sięgającą XIX wieku. Po British Museum i Museum w Paryżu, Muzeum Berlińskie posiada największą kolekcję poza Egiptem.

JG: Więc pojechałeś ze swoim profesorem do muzeum w Berlinie Wschodnim…

SP: Wcześniej przekonał ich do naszego pomysłu. Pobraliśmy próbki chyba z 36 różnych mumii. Oczywiście małe próbki.

JG: Czy ludzie kiedykolwiek wcześniej patrzyli na tkankę mumii, na rzeczy takie jak białka?

SP: Było trochę pracy nad histologią mumii i trochę prac nad wypróbowaniem immunoreaktywności ekstrahowanych z niej białek, z bardzo różnymi wynikami. Nie sądzę, żeby były jakieś przekonujące wyniki z mumii egipskich.

JG: W jakim stanie są mumie? Nosisz rękawiczki lub maseczki? Co ty robisz?

SP: Pracowaliśmy tylko z mumiami, które były już rozpakowane i z rzeczami, które były połamane, więc nie niszczyliśmy niczego, żeby dostać się do tkanek. Skalpelem usunęliśmy mały kawałek. Robiono to po raz pierwszy, więc nie mieliśmy większych skrupułów co do zanieczyszczenia. Nie miałam pojęcia, że ​​to może być tak duży problem.

JG: Co zrobiłeś z tymi 36 wycinkami?

SP: Poddaliśmy je badaniu histologicznemu. Przyjrzeliśmy się zarówno tradycyjnym barwieniom – barwienie hematoksyliną i eozyną oraz barwienie bromkiem etydyny – jak iw świetle UV, aby zobaczyć, czy można zobaczyć fluorescencję DNA. W skórze konkretnej mumii widać było, że jądra komórkowe się świecą. Tak więc DNA było tam i w miejscu, w którym można by się tego spodziewać.

JG: Czy twoje zainteresowanie tym było po prostu wyzwaniem polegającym na wydobyciu z tego sekwencji DNA, czy też był większy pomysł?

SP: Wyraźnie chodziło o to, że gdybyś mógł badać DNA starożytnych Egipcjan, mógłbyś wyjaśnić aspekty egipskiej historii, których nie mógłbyś uzyskać za pomocą tradycyjnych źródeł archeologicznych i zapisów pisanych.

JG: Masz na myśli relacje między ludźmi?

SP: Historia populacji. Powiedzmy, czy kiedy Aleksander Wielki podbił Egipt, oznaczało to, że wielu ludzi z Grecji przybyło tam i osiedliło się? Kiedy przybyli tam Asyryjczycy, czy miało to jakiś wpływ? A może populacja była ciągła? Rzeczy polityczne, które wpłynęły na populację.

Od tego czasu stało się jasne, że praca z ludzkimi szczątkami jest prawie niemożliwa z powodu zanieczyszczenia. Bardzo trudno jest wykluczyć, że DNA, na które patrzysz, nie jest skażone współczesnymi ludźmi.

JG: W takim razie, skąd wiemy, że ta sekwencja w artykule z 1985 roku jest w rzeczywistości sekwencją prawdziwego Egipcjanina?

SP: Z perspektywy czasu tego nie wiemy. W 1985 roku nie miałem pojęcia, jak trudne jest to [odzyskanie niezanieczyszczonych starożytnych sekwencji DNA] i dlatego nie przeprowadziłem kontroli, o których wiemy, że są konieczne. Opublikowaliśmy to nawet w późniejszym czasie.

JG: Ale nie ma danych, które obaliłyby sekwencję tej mumii.

SP: Ale też nic na to nie wskazuje! Równie dobrze mogło to być zanieczyszczenie, a jeśli to był ostatni zapis, jaki kiedykolwiek zapisano na starożytnym DNA, byłby to smutny stan rzeczy i koniec dziedziny.

JG: Czy od tego czasu ludzie zaczęli szukać więcej DNA mumii?

SP: Mumie egipskie są właściwie dość źle zachowane; także mumie zwierząt. Ma to prawdopodobnie związek z klimatem. Wydaje się, że im chłodniej, tym lepiej zachowane rzeczy. Przyjrzeliśmy się kilku szczątkom neandertalczyków z Izraela i Palestyny ​​i jak dotąd nie znaleziono żadnego DNA.

JG: Jak to jest podróżować po całym świecie w poszukiwaniu okazów?

SP: Pobranie próbek tych rzeczy wymaga zbudowania zaufania – do kustoszy muzeów, archeologów i paleontologów – że możemy faktycznie to zrobić i oczywiście dla kuratora ważna jest równowaga między destrukcyjnym pobieraniem próbek dla postępu naukowego a odpowiedzialnością za zachowanie tych rzeczy dla przyszłych pokoleń. Z uzasadnieniem można czasem powiedzieć, że jeśli wystarczy poczekać 30 lat, metody będą o wiele lepsze.

To, co faktycznie robisz, to kilkuetapowy proces, w którym najpierw pobierasz bardzo małe próbki, powiedzmy 10 mg, i po prostu sprawdzasz, czy zachowane są aminokwasy – profil aminokwasowy kolagenu. Jeśli nie ma konserwacji kolagenu, okazuje się, że prawie nigdy nie ma DNA. Możemy już w ten sposób wykluczyć wiele szczątków.

A potem pobieramy próbki 100-200 mg, ekstrahujemy DNA i sprawdzamy, czy możemy znaleźć DNA neandertalczyka. A potem do projektu genomu, gdzie potrzebujemy większych próbek, używamy kości, które mają bardzo mało informacji morfologicznych. Tak więc w Muzeum w Zagrzebiu, w którym znajdują się szczątki Vindija, przeglądamy kości, o których nie można powiedzieć na podstawie morfologii, czy są ludzkie, czy zwierzęce. Dokonując ekstrakcji ze 100 mg, można określić gatunek na podstawie mitochondrialnego DNA. A więc paleontolodzy coś zyskują – dowiadują się, z jakiego gatunku pochodzą poszczególne kości, więc łatwo usprawiedliwić zabranie z nich pół grama, jeśli okażą się kościami neandertalczyków.

JG: A teraz wracamy do mumii. To nie była twoja teza.

SP: Nie, ale wtedy musiałam powiedzieć promotorowi, że to zrobiłem! Cieszył się, że się udało. Nie sądzę, by był tak szczęśliwy, gdybym przedstawił go, zanim to się stało.

JG: Potem poszedłeś do laboratorium Allana Wilsona. Nad czym tam pracowałeś?

SP: Prawdziwy rozwój technologii starożytnego DNA. PCR właśnie się pojawił, a ja próbowałem przeprowadzić PCR w Europie z kąpielami wodnymi. To było naprawdę, kiedy pojawiła się polimeraza Taq i termocykler, a laboratorium Allana było, jak sądzę, pierwszym laboratorium akademickim, które je posiadało.

JG: A nad jakim organizmem pracowałeś?

SP: Zaczęliśmy od mumii egipskich, ale dość szybko przestawiliśmy się na zwierzęta różnych gatunków. Pracowaliśmy nad moa z Nowej Zelandii, które są wymarłymi ptakami nielotnymi, leniwcami naziemnymi i wilkiem torbaczem z Australii.

JG: Dlaczego zmieniłeś obiekty badań? Czy z powodu lepszego stanu ich zachowania lub braku problemów z zanieczyszczeniem?

SP: Zanieczyszczenie ludzkim DNA stało się widoczne dość szybko, kiedy zacząłem stosować PCR, kiedy można było powtarzać eksperymenty i przeprowadzać wiele kontroli negatywnych.

JG: Czy jednak twoją pasją były te wymarłe zwierzęta? A może zamierzałeś wrócić do ludzkich rodów?

SP: To wynikało samo z siebie. Bardzo fascynujące stało się rozwijanie technologii i przezwyciężanie problemów z zanieczyszczeniami, problemów z błędami w sekwencjach i temu podobnych.

JG: Jak doszło do Twojej przeprowadzki do Niemiec?

SP: Prawie przez przypadek. Miałem dziewczynę — w swoim życiu miałem zarówno chłopaków, jak i dziewczyny — ale w pewnym momencie miałem dziewczynę, która pochodziła z Monachium. Tamten profesor genetyki poprosił mnie, żebym kiedyś poprowadziła seminarium, a potem powiedział, że za rok mają tę profesurę i że powinienem się zgłosić, co też zrobiłem i zanim wszystko się ułożyło… nie ma już dziewczyny!

Ale najwyraźniej była to bardzo, bardzo dobra oferta. Największa przerwa w moim życiu. Zostałem tam profesorem zwyczajnym po uzyskaniu habilitacji, bezpośrednio, bez bycia adiunktem. W takim razie przeciwieństwo twoich uprzedzeń co do tego, jak działa europejska nauka. Była tam konstelacja ludzi, którzy nie mieli awersji do ryzyka.

JG: Jak doszło do powstania Instytutu w Lipsku?

SP: Po zjednoczeniu Niemiec istniała wola polityczna i pieniądze na założenie instytutów w Niemczech Wschodnich o takiej samej gęstości zaludnienia, jak w Niemczech Zachodnich. Była to szansa na powstanie wielu nowych Instytutów Maxa Plancka. I pojawił się bardzo świadomy pomysł, aby zapytać – w jakich dziedzinach nauki Niemcy są szczególnie słabe? I oczywiście antropologia taka jest.

JG: Byli słabi z antropologii?

SP: Absolutnie. Ze względu na to, co wydarzyło się w czasach nazistowskich. Był tam Instytut Antropologii, w którym Mengele był asystentem. Tak więc od tamtego czasu nikt tak naprawdę nie chciał dotykać antropologii.

Było więc wiele dyskusji, czy ktoś się odważy to zrobić, czy też nie jest to zbyt drażliwe politycznie. A potem, kiedy już podjęto decyzję, aby faktycznie zrobić coś w kierunku ewolucji człowieka, to faktycznie dużą zaletą było to, że nie było wielkich tradycji. Bo można by powiedzieć – jak byśmy teraz założyli instytut antropologii ewolucyjnej nieobciążony żadnymi tradycjami? Pomysł narodził się wśród ludzi, którzy o tym dyskutowali. Gdybyśmy mieli to zrobić, zadalibyśmy pytanie, co sprawia, że ​​ludzie są wyjątkowi w porównaniu z różnymi dyscyplinami — naukami humanistycznymi lub naukami ścisłymi — ale wszystko to powinno mieć charakter empiryczny, a nie tylko kwestia filozofii.

Skończyło się na instytucie z pięcioma wydziałami: paleontologii; Prymatologia, z ośrodkami badawczymi w Afryce, badającymi szympansy i goryle w ich naturalnym środowisku i zakresie ich zachowań; Psychologia porównawcza, która ma placówkę naczelnych w Lipsku, jedyną placówkę badawczą na świecie ze wszystkimi małpami człekokształtnymi, która jest częścią zoo. Odwiedzający mogą faktycznie obserwować eksperymenty. Przeprowadzają eksperymenty dotyczące rozwoju poznawczego dzieci ludzkich i dzieci małp przez pierwsze 12 miesięcy życia — te same eksperymenty. Kiedy widzisz rzeczy, które wyróżniają ludzi i co to jest? Jest też lingwistyka porównawcza — co jest wspólne dla wszystkich ludzkich języków? A potem genetyka.

JG: Co masz na uwadze oprócz neandertalczyków?

SP: Jesteśmy ogólnie bardzo zainteresowani genomiką porównawczą małp człekokształtnych. Sekwencjonujemy bonobo — ostatnią małpę, która nie została zsekwencjonowana — za pomocą technologii 454. Niesamowite jest to, że dzięki tym wysokowydajnym technologiom laboratorium może teraz podejmować się projektów, które centrum genomu realizowało zaledwie kilka lat temu.

W przypadku neandertalczyka musimy wykonać tyle sekwencjonowania, że ​​robimy to we współpracy z firmą 454. Testujemy biblioteki, które tworzymy w czystym pokoju, a kiedy mamy dobrą bibliotekę, trafia ona do Bradford [Connecticut] w celu sekwencjonowania produkcji.

JG: Czy ludzie przychodzą do ciebie z szalonymi pomysłami, które cię intrygują?

SP: Tak. Nasze laboratorium w dużej mierze opiera się na pomysłach, które rodzą się w grupie, a nasze laboratorium jest trochę niezwykłe, ponieważ co tydzień spędzamy dużo czasu na omawianiu każdego projektu w grupie. Wszystkie grupy, które mają do czynienia ze starożytnym DNA – wszyscy ludzie siedzą razem raz w tygodniu i dyskutują o swojej pracy – szczególnie o rzeczach, które nie działają. Ekspresja genów to inny dzień, albo genomika, i właśnie w tego rodzaju odwiecznych dyskusjach pojawiają się idee. Dość rzadko zdarza się, że ktoś, kto siedzi samotnie i myśli w swoim pokoju, wpada na jakieś wielkie pomysły. To naprawdę przez rzucanie wielu pomysłów dookoła. Jeśli masz sto pomysłów na stole, to jeden z nich okazuje się naprawdę fajny.

JG: Jakie inne tajemnice chciałbyś poruszyć?

SP: To, o czym marzy się, to zdefiniowanie zmian genetycznych, które wszyscy dzielimy dzisiaj, ale które sprawiły, że współcześni ludzie są tak wyjątkowi. To sprawiło, że skolonizowaliśmy wszystkie miejsce, każdy skrawek lądu na planecie, czego przecież archaiczni ludzie nie robili. Żyli od dwóch milionów lat, ale nigdy nie przekroczyli wody tam, gdzie nie widzieli lądu po drugiej stronie. Współcześni ludzie istnieją od stu tysięcy lat i skolonizowaliśmy Wyspę Wielkanocną, prawda?

JG: Nie wspominając o tym, że polecieliśmy na księżyc.

SP: Dokładnie! Jesteśmy szaleni. Nic tak naprawdę nas nie powstrzymuje. Jest więc coś naprawdę wyjątkowego w tym, jak się zachowujemy — żeby to jakoś zrozumieć!

Coś, o czym obecnie dużo rozmawiamy w grupie, to struktura różnorodności genetycznej u ludzi. Myślę, że wciąż za bardzo tkwimy w schemacie patrzenia na różnorodność różnych grup i granice między nimi z powodu tego, jak pobieraliśmy próbki i jak patrzyliśmy na różne rzeczy. Myślę, że w pewnym sensie to smutne, że ludzie zainteresowani historią populacji wyszli i próbowali zgodnie i z góry przyjętymi wyobrażeniami o tym, jakie grupy tam są, czy to grupy językowe, czy grupy rasowe, i oczywiście, jeśli próbujesz w ten sposób, wychodzisz z pewnymi różnicami między grupami i powiedz, że tak, są. Zamiast wychodzić i po prostu pobierać próbki bez względu na cokolwiek innego niż geografia.

JG: Masz na myśli po prostu zdobycie mapy i próbkowanie osoby w każdym punkcie siatki.

SP: Tak, a logistyka zrobienia tego na całym kontynencie jest prawie niemożliwa.

Ale wracając znowu do Egiptu, tak naprawdę chciałbym mieć łódź i popłynąć Nilem od Morza Śródziemnego, gdzie ludzie są tak naprawdę „europejscy”, do źródła Nilu w Jeziorze Wiktorii, gdzie ludzie są tak naprawdę „Podobni do Afrykanów” i próbuj co 50 kilometrów wzdłuż tego korytarza przez Saharę i po prostu zobacz, jak zachodzi to przejście. Czy są ostre granice lub czy jest gradient? Byłoby to potężną rzeczą do przyjrzenia się i byłoby to wykonalne.

JG: Cóż, jeśli Craig Venter może żeglować po świecie zbierając próbki drobnoustrojów, powinieneś być w stanie zdobyć łódź na wycieczkę w górę Nilu.

SP: Nie jestem tak samo bogaty jak on!

JG: Teraz, w naszych ostatnich chwilach, chcę zapytać, jaki był twój ulubiony projekt.

SP: Myślę, że obecny projekt jest ulubionym projektem. Każdy projekt ma w sobie tę maniakalną rzecz z ogromnymi oczekiwaniami, które często nie są potwierdzone w stopniu, w jakim sobie wyobrażasz, ale to jest tym, co go napędza. A potem dochodzisz do rzeczywistości.

Ale teraz powiedziałbym, że możliwość zobaczenia genomu neandertalczyka jest czymś, o czym jeszcze kilka lat temu nie pomyślałbym, że będzie możliwe za mojego życia. A teraz jest.

JG: Jak myślisz, co jest takiego w neandertalczykach, co podnieca ludzi?

SP: Całkiem niedawno, zaledwie około 2000 pokoleń temu, było z nami kilku innych ludzi, którzy byli podobni, ale wyraźnie różnili się od nas. Daje nam to pewną perspektywę.

Czasami lubię przeprowadzać eksperyment myślowy — że przetrwali kolejne 2000 pokoleń i byli tutaj! Jakie by to miało konsekwencje? Czy rasizm wobec neandertalczyków byłby jeszcze gorszy niż rasizm, którego doświadczamy dzisiaj, ponieważ oni naprawdę byli trochę inni, czy też gdybyśmy mieli coś takiego, co było inną ludzką formą, być może nie bylibyśmy jesteśmy w stanie tak bardzo zdystansować się od małp człekokształtnych, jak to robimy teraz — nie czyniąc tak ogromnego rozróżnienia, jakie teraz robimy, między tym, co nazywamy ludźmi, a wszystkimi innymi organizmami, które nazywamy zwierzętami.

Mogło potoczyć się w obie strony – nigdy nie możemy tego wiedzieć, ale są to rzeczy, o których warto pomyśleć, ponieważ stawia te problemy w naszym społeczeństwie z odpowiedniej perspektywy. Być może gdzieś tkwi fascynacja.