И все же попробовать стоило. Нам разрешили взять с собой три бедренные кости из раскопок. Мы вернулись в лабораторию. Теперь предстояло ответить на два вопроса: как извлечь из костей ДНК и какой фрагмент ДНК выбрать для реакции амплификации. Первое было нетрудно. Мы исходили из предположения, если ДНК сохранилась, то она связана с гидроапатитом, минеральным веществом, входящим в состав костей. Это содержащее кальций вещество применяют для абсорбирования ДНК в процессе очистки, поэтому нам казалось весьма логичным предположение, что гидроапатит может связывать и ДНК в древних костях. В этом случае необходимо было подумать о том, каким способом извлечь ДН К, отделить его от кальция.
Пилой-ножовкой мы вырезали маленькие кусочки кости, заморозили их в жидком азоте, измельчили в порошок, а порошок затем замочили в растворе химического вещества, которое медленно, в течение нескольких дней, вытягивало из него кальций. К нашей радости, когда весь кальций был извлечен, на дне пробирки еще оставалось кое-что — осадок выглядел, как невзрачная серая тина. Мы предполагали, что в осадке содержатся остатки коллагена и других белков, фрагменты клеток, возможно, жиры и (мы очень на это надеялись) хотя бы несколько молекул ДНК, которые предстояло выделить из этой смеси. От белков было решено избавиться с помощью ферментов. Ферменты — это биологические катализаторы, ускорители процессов, которые без них протекали бы во много крат медленнее. Мы остановили выбор на ферменте, разрушающем белок (таким же образом действуют ферменты, входящие в состав некоторых стиральных порошков, удаляя пятна, разрушая кровь и разные красящие вещества). От жира мы избавились с помощью хлороформа. То, что осталось, очистили фенолом, тошнотворной жидкостью, составляющей основу карболового мыла. Несмотря на то что фенол и хлороформ — это весьма агрессивные химикаты, мы знали, что на ДНК они вредного воздействия не окажут.
После всех обработок осталась чайная ложечка светло-коричневой жидкости, которая, по крайней мере, теоретически, должна была содержать ДНК, если она вообще изначально присутствовала в смеси. Но и при самом лучшем раскладе в чайной ложечке жидкости могло быть лишь несколько молекул ДНК, их-то мы и надеялись подвергнуть реакции амплификации, чтобы увеличить количество материала, прежде чем перейти к следующим этапам исследования.
В основе реакции амплификации лежит та самая система копирования ДНК, которая используется клеткой в естественных условиях. Прежде всего берут опять-таки фермент, на этот раз тот, который управляет копированием ДНК; от названия этого фермента, полимеразы, происходит научное название реакции — полимеразная цепная реакция, или сокращенно ПЦР. Затем добавляются один-два коротких фрагмента ДНК, чтобы направить фермент-полимеразу, минуя все прочее, прямо к тому сегменту исходной ДНК, который надо амплифицировать. Наконец в смесь добавляется строительный материал — азотистые основания — то сырье, из которого будут создаваться новые молекулы ДНК, и еще кое-какие добавки, необходимые для того, чтобы шла реакция, например, магний. Разумеется, не следует забывать собственно о веществе, которое предстоит амплифицировать (в нашем случае — экстракт костей из Абингдона, содержавший, как мы надеялись, несколько молекул древней ДНК).
Теперь предстояло выбрать, какой именно ген амплифицировать. Нам было известно, что если ДНК и имеется в экстракте, то ее очень мало. Мы решили, что шансов на успех будет больше, если выбрать так называемую митохондриальную ДНК, по той простой причине, что количество митохондриальной ДНК в клетке в сотни раз больше, чем любой другой. Впоследствии мы убедились в том, что митохондриальная ДНК к тому же еще и обладает рядом свойств, которые делают ее идеально подходящей для реконструкции прошлого. В первый раз мы остановили свой выбор на ней просто потому, что ее в клетке во много раз больше, чем ДНК любого другого типа, а значит, если в абингдонских костях вообще сохранилась ДНК, то охотиться следует именно на митохондриальную ДНК.