"Старение и антистарение" - Новые выдающиеся открытия генетиков !!!
НАУЧНЫЙ СИНКЛИТ МИРА НАРУШИЛ СРАЗУ ДВЕ ТРАДИЦИИ
Присудив Нобелевскую премию-2006 в области физиологии и медицины
47-летнему Эндрю Файеру и 45-летнему Крейгу Меллоу, самый уважаемый
научный синклит мира нарушил сразу две традиции. Во-первых, премию
дали совсем "молодым" ученым - обычно это старцы от науки. Во-вторых,
после открытия прошло всего 4 года - обычно ценность нобелевского научного
достижения проверяется десятилетиями. Но почтенные ученые не смогли
устоять перед его красотой.
Как работает РНК.
Из школьного курса биологии многие помнят, что ДНК - это длинная
молекула, состоящая из отдельных участков-генов, которая сидит в ядре клетки
и несет в себе всю информацию об организме.
Информацию с ДНК "считывает" ее копия - матричная РНК (рибонуклеиновая
кислота). Это тоже длинная молекула, длиной до 100 тысяч кирпичиков-
нуклеотидов, которая несет полученные данные в специальные органеллы
клетки - рибосомы, где и начинается производство белков. При этом каждый ген
отвечает за производство одного, а то и нескольких белков.
Долгое время ученые не обращали внимания на короткие молекулы
рибонуклеиновой кислоты внутри клеток, считая их чем-то вроде "генетического
мусора", остатков от длинных молекул матричной РНК. Но оказалось, что у
многих из этих маленьких молекул есть свои собственные задачи. А самые
короткие из них играют огромную роль - они "выключают" ненужные гены.
Точнее, находят в матричной РНК участки, которые собираются производить
определенный белок, прикрепляются к ним и тем самым блокируют их работу.
Этот механизм довольно случайно в экспериментах обнаружили два
американских ученых - Эндрю Файер из Стэнфордского университета и Крейг
Меллоу из Массачусетского. Открытие произвело сенсацию в научном мире -
ни о чем подобном генетики и не подозревали. Новый механизм регуляции работы
генов получил название РНК-интерференции, а сами молекулы назвали siRNA
(small interfering RNA).
Почему бледнели петунии.
Когда генная инженерия дошла до целенаправленного изменения свойств
растений и животных, ученые столкнулись с феноменами, которые не могли
объяснить. К примеру, хотели вывести цветы петунии ярко-красного цвета.
"Засовывали" в них добавочный ген, ответственный за красный цвет. Но вместо
того чтобы еще ярче покраснеть, цветы, напротив, бледнели. Потом хотели
усилить работу отдельных генов в червях, которые часто служат моделью в
генетических экспериментах, а вместо этого получали их ослабление и даже
полную "отключку".
Сначала этого никто не мог понять. Лишь спустя годы стали замечать, что
после внедрения лишних генов в клетках появлялось большое количество тех
самых малых РНК. Экспериментальные работы и подтвердили их роль в феномене
"замолкания" определенных генов, который служит чем-то вроде клеточного
иммунитета - так клетка защищается от чужого или патологического
генетического материала.
Малые, да удалые.
Обычная молекула матричной РНК содержит более 100 тысяч
кирпичиков-нуклеотидов. Короткие РНК значительно меньше - всего от 20 до 300
нуклеотидов. А интерферирующие РНК (siRNA) и того короче - у растений от 21
до 28 нуклеотидов, у млекопитающих - от 21 до 23.
Но зато каждая из них специфична, то есть распознает только тот участок
матричной РНК, за который отвечает головой. И умеет блокировать,
присоединившись к нему. Эта высокая специфичность и позволяет надеяться
на создание молекул-лекарств, которые могли бы блокировать производство
конкретных белков в вирусах, бактериях, в раковых и других болезнетворных
клетках. Такое воистину "точечное" оружие, которое не вредило бы организму
в целом, но лечило болезни.
Академик РАН Владимир Гвоздев: "Значение этого открытия в практической
медицине и науке огромно". В России работами по исследованию механизма РНК-
интерференции занимаются ученые Института молекулярной генетики РАН под
руководством заведующего отделом молекулярной генетики клетки академика
РАН Владимира Гвоздева.
Вопрос: Вслед за открытием Файера и Меллоу, которые использовали
искусственно синтезированную РНК, вы и ваши сотрудники доказали
существование того же механизма как естественного способа регуляции
активности генов в клетке.
Ответ: Я бы не стал преувеличивать наши скромные результаты, таких работ в
мире множество. Но мы действительно одними из первых показали существование
механизма РНК-интерференции в организме плодовой мушки.
Вопрос: Каково значение этого открытия для практической медицины?
Ответ: Оно огромно. С помощью этого механизма можно остановить работу
определенного гена, который участвует в развитии болезни.
Вопрос:: Значит, ученые-генетики могут сконструировать короткую РНК "
на любой случай"?
Ответ:: Да, эти молекулы можно синтезировать, а затем доставить в организм.
Правда, второе намного сложнее.
Вопрос: Началось ли уже практическое применение этого метода в медицине?
Ответ: Вопрос не совсем по адресу, но, насколько я знаю, уже созданы
короткие РНК, которые, например, подавляют рост кровеносных сосудов,
питающих раковую опухоль. Исследования пока на стадии доклинических
испытаний. Но ведь открытие Файера и Меллоу имеет и огромное фундаментальное
научное значение.
Вопрос: В чем оно заключается?
Ответ: Обнаружен новый, универсальный тип регуляции активности генов с
помощью коротких РНК. Открыты сотни новых генов коротких РНК, которые
участвуют в регуляции активности других генов.
Вопрос: Значит, короткие РНК контролируют не только продукцию белков?
Ответ: Сейчас мы изучаем их роль в регуляции подвижных элементов генома,
так называемых прыгающих генов. Похоже, что они задействованы и в
регуляции работы хромосом в целом. Так что короткие РНК - чрезвычайно
интересный научный объект.
Будущее медицины принадлежит генетикам.
Имена будущих нобелевских лауреатов до последней секунды хранятся в
тайне. Это добавляет интриги и подогревает интерес к предстоящей
церемонии объявления. Тем не менее ничто не мешает научному сообществу
гадать и довольно часто угадывать имена будущих триумфаторов.
Вот и на этот раз ученые-биологи среди возможных лауреатов называли не
только имена Эндрю Файера и Крейга Меллоу. Не менее значимы достижения
таких ученых, как Марио Капеччи, Мартин Эванс и Оливер Смитис, создавших
особые линии мышей с "генетическим нокаутом", то есть с выборочно
"выключенными" генами. Это позволяет исследовать роль конкретных генов
в развитии болезни и лечении.
Другими кандидатами называли Пьера Шамбона, Роналда Эванса и Элвуда
Дженсена, открывших белки, которые назвали ядерными гормональными
рецепторами. Они также играют важную роль в регулировании работы генов.
Прочили в лауреаты и Алека Джеффриса, открывшего тонкие особенности
ДНК у разных индивидов. Генетика и геномика все чаще дарят миру открытия,
которые будут служить здоровью людей и прогрессу медицины.
Татьяна БАТЕНЁВА.
Опубликовано: www.inauka.ru, 06.10.06
Комментарий Бориса Каурова.
1. Генетики вновь удивляют весь мир своими открытиями.
2. Здесь интересен и методологический аспект, в частности,
пренебрежение к "мелочам" (якобы артефактам) и роль случайного
фактора в открытии.
3. Хотя, честно говоря, меня как бывшего генетика открытие
Файеру и Меллоу совсем не удивило и оно представляется
мне вполне прогнозируемым и закономерным. Роль отдельных
фракций РНК как регуляторов генной активности была известна
уже достаточно давно (по крайней мере, несколько десятилетий)
и поэтому я не совсем понимаю, в чем состоит принципиальная
новизна открытия американских ученых.
4. Правда, надо еще выработать формальные и общепринятые
критерии самого понятия "принципиальная новизна".
Этот дискуссионный лист существует при рассылке
"Продлись, продлись, очарованье жизни.."
http://subscribe.ru/catalog/science.health.ageing
Ведущий рассылки: Борис Кауров.
Авторские права охраняются.
