Доцент кафедры регионоведения России, национальных и государственно-конфессиональных отношений Алтайского государственного университета (АлтГУ), заведующий Барнаульской лабораторией Института археологии и этнографии СО РАН, кандидат исторических наук Дмитрий Папин стал соавтором масштабного исследования, опубликованного в одном из самых авторитетных мультидисциплинарных журналов мира – Science Advances. Это научное сотрудничество объединило 26 специалистов из ведущих исследовательских центров Ирландии, Германии, Великобритании, США и России.
Ученые международной группы проследили эволюцию вируса оспы овец (SPPV) на протяжении 3500 лет. В распоряжении исследователей оказались 21 образец древнего генома патогена, охватывающие период от бронзового века (около 1700 года до нашей эры) до Нового времени. Уникальность работы заключается в источниках: генетический материал извлекался не только из костей животных, но и из манускриптов. Книги, веками хранившиеся в библиотеках, оказались настоящими «биологическими капсулами времени», сохранившими следы болезней в коже животных, из которой были изготовлены страницы.
Для мировой науки эта генетическая летопись началась именно на Алтае, где были найдены самые древние образцы. Участие Дмитрия Папина и АлтГУ связано с археологической частью проекта: алтайские ученые открыли и исследовали поселение, откуда происходят самые ранние образцы генома овцы. Как рассказывает археолог, история исследований началась в 1999 году, когда в Михайловском районе Алтайского края при поддержке администрации региона и ректора университета Юрия Кирюшина был открыт Михайловский сельский лицей.
«Вместе с моим учителем, профессором Александром Борисовичем Шамшиным, мы проводили работы в Михайловском районе, изучая поселение эпохи поздней бронзы – Рублево-VI (XIV–XII века до н.э.). Оно отличалось от многих других памятников своими размерами и мощными культурными отложениями. Культурный слой был сильно насыщен костями животных, в основном коров и мелкого рогатого скота – овец и коз. При этом костей диких животных практически не было, а домашние явно фиксировали элементы селекции и отбора», – делится воспоминаниями Дмитрий Папин.
Именно тогда, еще четверть века назад, археологи АлтГУ поняли уникальность памятника: Алтай не является регионом одомашнивания овец, однако находки в Рублево-VI свидетельствовали о существовании развитого специализированного скотоводства. «Возник вопрос: откуда такое скотоводство на очень высоком уровне?», – продолжает ученый. В 2000-х годах палеогенетика только начинала развиваться, и исследователи понимали, что памятник уникален, поэтому нужно было найти специалистов, которые могли бы помочь в изучении фаунистических находок.
«Через Юрия Федоровича я вышел на ведущего палеозоолога нашей страны Павла Андреевича Косинцева из Екатеринбурга (Уральское отделение РАН). Он на протяжении долгих лет сотрудничает с нами и первым сделал фаунистические определения костей», – рассказывает Папин.
Путь от находки до публикации в Science был долгим и поэтапным. Образцы костей из Рублево-VI пролежали более двух десятилетий, прежде чем привлекли внимание генетиков. «Секвенирование ДНК животных в нашем университете не производится, тем более не изучаются геномы вирусов. Такие сложные задачи решают крупные международные научные группы. Интерес к образцам, которые мы собрали 25 лет назад, появился только сейчас, когда сформировались новые подходы», – отмечает ученый.
Современные генетики, занимающиеся вирусами, поставили вопрос: как, когда и где появилась оспа овец? Эта болезнь была побеждена в XX веке в нашей стране, но остаются природные очаги в Монголии и Казахстане, которые представляют собой постоянную угрозу.
Результаты исследования имеют колоссальное практическое значение. Вирус оспы овец по-прежнему наносит огромный экономический ущерб, а в некоторых случаях гибель молодняка достигает 80–100%. «Теоретически биоинформатики оценили время происхождения оспы овец примерно в 5500 лет назад. Однако самые древние из реально обнаруженных образцов происходят из нашего поселения Рублево-VI и с памятника Маржык в Казахстане. В данном исследовании проанализировано более 700 образцов, и генетики отмечают, что отправной точкой для изучения древнейших зафиксированных свидетельств стали материалы из Алтайского края», – говорит Дмитрий Папин.
Построение «генетической колонки» вируса позволило ученым понять, как он менялся на протяжении тысячелетий. Оказалось, что геном вируса оспы овец очень стабилен, в отличие от вируса натуральной оспы. «Для биологов очень важно изучать, что может произойти, и во что это может развиться. Это предмет постоянного интереса именно с точки зрения эволюционной биологии. Поняв природу вируса, можно понять, как бороться с ним. Это имеет важное значение для выработки методик лечения и борьбы с изолированием естественных очагов», – подчеркивает Дмитрий Валентинович.
Алтайский госуниверситет может гордиться тем, что материалы, добытые на алтайской земле четверть века назад, легли в основу глобального понимания эволюции опасных патогенов. Это яркое доказательство того, что фундаментальная наука часто начинается не в стерильных лабораториях, а в полевых экспедициях.