Игорь Лалаянц По традиции каждая Нобелевская неделя в Стокгольме начинается с объявления лауреатов премии в области химии. В этом году премию по химии присудили двум гарвардцам – Виктору Амбро и Гэри Рувкину за их уже достаточно давние открытия. Занимались ученые проблемой регуляции активности генов и роли в этом процессе таких важных акторов, как микроРНК (microRNA – miR).
|
|
Схема работы в организме информационной РНК. Изображение с сайта www.nobelprize.org |
Один из первых успехов в истории биохимии – разделение нуклеиновых кислот, синтезируемых в ядрах клеток. Одну из них называли тимусной, потому что ее много в тимусе (зобной железе), где много незрелых Т-лимфоцитов, будущих «борцов» за наше здоровье. Другую определяли в клетках дрожжей, поэтому стали называть дрожжевой. Довольно быстро разобрались, что первая – это ДНК, а вторая – РНК. И отличаются они лишь одной буквой генетического кода (нуклеотидом).
Трудно поверить, что Владимир Энгельгардт, будущий директор Института молекулярной биологии в Москве, еще в 1934 году представил в Большой Медицинской энциклопедии рисунок цепочки ДНК (но одной). Через 19 лет англичанин Френсис Крик и американец Джеймс Уотсон представили в последнем апрельском номере Nature рисунок спирали ДНК из двух цепочек. В своем письме редактору журнала они указывали на то, что две цепи позволяют объяснить воспроизведение-репликацию всего живого на Земле. Оставалось решить вопрос о «переводе» генетической информации, заключенной в последовательности нуклеотидов, в последовательность цепочки аминокислот в протеинах (белках, из которых построен организм).
Задачу успешно решил Крик, открывший информационную, или «мессенджер» РНК (mRNA, иРНК). Тем самым стало понятно, что разные виды РНК не менее важны в трансляции генетической информации, чем собственно сама ДНК. Была сформулирована центральная догма биологии: ДНК – РНК – Белок.
Однако в 1970-е стало понятно, что РНК древнее, нежели ДНК. Поэтому заговорили об исходном (примордиальном) РНК-мире, давшем начало параллельному миру с доминированием ДНК.
Работавший с Френсисом Криком его соотечественник Сидней Бреннер предложил очень удобную модель для генетических исследований – «элегантного» червячка, Caenorhabditis elegans, длиной не более миллиметра, у которого всего 1000 клеток. Тем не менее у него есть не только кишечник, но 304 нейрона и мышцы, а также мощный репродуктивный аппарат. Бреннер выявил у С. elegans мутации, которые для червячка летальны. За это Бреннер вместе с двумя другими учеными получил Нобелевскую премию в 2002 году.
В лаборатории, где работал англичанин, «подвизались» и два нынешних лауреата. Свое первое открытие они сделали в 1993 году. Первую статью о микроРНК Рувкин опубликовал в авторитетном журнале Cell. Она рассказывала о посттрансляционном регулировании одного из генов, который активен во время формирования червячка из оплодотворенной яйцеклетки. Трансляцией называется синтез информационной РНК на ДНК. Работа была встречена… молчанием. Хотя некоторые ученые полагали, что это своеобразный «кунштюк» червячка. Но РНК-мир тем не менее уже становился реальностью для исследователей.
Хромосомщики указывали на Х-хромосому, которая активируется молекулами длинной, не кодирующей белков РНК. Стало ясно, что гены «включаются» белками транскрипционных факторов. Вновь заговорили о молекулярном эпигенезе как мощном регуляторном механизме, связанном с присоединением метильных групп –СН3 к ДНК и белкам. Была открыта и РНК-интерференция, или «вмешательство» особых молекул РНК, разрушающих иРНК генов и тем самым спасающих клетки от вирусной инфекции (за это Нобелевскую премию вручили в 2006 году).
Поэтому неудивительно, что статья Амбро 2000 года в Nature вызвала большой интерес в молекулярном мире. Виктор Амбро родился в 1953 году в Ганновере, что в штате Нью-Гемпшир (США). Защитился в Массачусетском технологическом институте (МИТ), где и работал до 1985 года. Потом перешел в Гарвардский университет.
Гэри Рувкин родился в университетском Беркли. Диссертацию защитил в 1982 году в Гарварде, работая до 1985 года в МИТ. В том же году встретился с Амбро в Гарварде.
Решение нобелевских судей Каролинского института в Стокгольме видится вполне обоснованным. Идет успешная разработка иммунотерапий самых разных заболеваний. Да, пока они имеют эффективность порядка 50% и не лишены побочных эффектов. К тому же дорогостоящие генетически модифицированные клетки (те же Т-лимфоциты) живут в кровотоке порядка трех месяцев. Прибавьте к этому высокую стоимость клеточных терапий, и станет понятно, почему к вопросам регуляции генной активности приковано внимание ученых и практиков всего мира.
Механизмы действия miR очень интересны и с точки зрения общей биологии, которая уже более двух веков бьется над проблемой не только зачатия новой жизни, но и последующего развития организмов. n
