Техника - молодёжи 1998-02, страница 8

жет быть использована для синтеза новых молекул АТФ из его низкоэнергетической формы — аденозиндифосфата (АДФ). Ученые шли по пятам за Питером Митчеллом, сотрудником лаборатории Глинна в Корнуолле, еще в 60-е гг. доказавшим, что в процессе транспорта веществ через мембраны меняется и концентрация ионов водорода (они же протоны) на поверхности митохондрий — крошечных внутриклеточных структур, которые и служат своеобразными «генераторами».

За эту работу Митчелл был удостоен Нобелевской премии в 1978 г. А Бойер стал копаться в устройстве самих «генераторов». Исследовав аденозинтрифосфатазу (АТФазу) — фермент, использущий упомянутое различие в концентрации протонов для синтеза АТФ из АДФ, — в 80-х гг. Бойер обнаружил, что она, эта самая АТФаза, представляет в действительности комплекс из множества белковых молекул, подразделяемых на две группы. Одна — под кодовым именем Р — «сидит» на мембране митохондрии и служит как бы статором генератора, а другая — F¹ — непосредственно занятая синтезом АТФ, — играет роль ротора. Уолкер, приняв эстафету, сконцентрировался на изучении последнего, за 16 лет исследований узнав много интересного о его структуре. На основании полученных им данных Бойер, в свою очередь, попытался представить, как именно должна работать вся система. Он предположил, что субъединицы (части) «ротора» могут согласованно менять свою конфигурацию, осуществляя так называемый «механизм чередования свя-

Иными словами, Бойер и Уолкер подробно расписали, как должен работать митохонд-риальный «генератор». Оставалось увидеть его действие на практике.

Долгое время это никому не удавалось — ведь, не забывайте, речь идет об «агрегате» размером в несколько микрон. И лишь совсем недавно, в 1997 г., Масасука Иосида из Токийского технологического института устроил демонстрацию. С помощью тончайших волоконных световодов он сумел сделать видеозапись и показал ее на одной из международных конференций. Зал взорвался овациями. Многие убеждены, что только публичный показ видеофильма, снятого Иосидой, и подвигнул Нобелевский комитет на принятие решения. Правда, самому Иосиде премию не дали — видимо, решив, что он еще достаточно молод, чтобы дожить до «своего часа»...

Тем более что исследования продолжаются, ибо пока толком неясна структура Р. Более того, вообще есть мнение, что с награждением Бойера и Уолкера поторопились — слишком уж много вопросов остались нерешенными после их работ. Хотя, с другой стороны, тянуть тоже не следовало — обоим лауреатам уже за 60, а Нобелевскую премию посмертно не присуждают... □

ПРИОНОВЫЙ

!М)Шнулся.

НО ЕСТЬ ЛИ В НЕМ ДОБЫЧА?

Впервые за 10 лет Нобелевская премия по медицине присуждена одному, а не группе ученых. Это тем более необычно, если учесть, что многие исследователи находят теорию американского биолога и врача Стенли Прузинера весьма спорной, во всяком случае, недостаточно обоснованной.

Такое в практике Нобелевского комитета случается не столь уж часто. Правда, в свое время давали премии за создание лекарства от рака, открытие загадочных К-лучей и прочие сомнительные разработ

ки. Но чтобы споры начались еще до присуждения награды — такого история, пожалуй, до сих пор не знала. Так в чем же суть данной работы?

Согласно официальной формулировке, Прузинер открыл новую категорию болезнетворных агентов — не клеточных, но и не вирусных. Речь о прионах — возбудителях так называемых медленных инфекций, заболеваний с очень затяжным инкубационным (скрытым) периодом, за которым следует обвальное и непоправимое разрушение организма. К таковым относят болезнь Крейтцфельдта — Якоба, губчатый энцефалит, болезнь Альцхаймера, рассеянный склероз и ряд других.

Официально их причина до сих пор науке неизвестна. То, что виноваты прионы, постулировал сам д-р Прузинер. Но возникает вопрос — каким образом прионы вообще могут вызывать инфекцию? Дело в том, что — опять-таки по данным Прузинера — они, в отличие от вирусов, не содержат нуклеиновых кислот. (Как сообщила нам доцент кафедры микробиологии биофака МГУ Т.И.Митрофанова, были попытки сенсационно открыть в составе прионов РНК, но не удались.) Иными словами, наследственного аппарата у них нет — это просто белковые молекулы, по идее неспособные сами себя воспроизводить, встраиваться в чужой геном и включаться в его работу. Тогда откуда патология?

Прузинер уверен, что ему удалось разгадать тайну. Судите сами. Будучи белками, прионы не могут, подобно вирусам, «штамповать» молекулы белков-антигенов. С другой стороны, именно это они как бы и делают — за что вирусологи нередко называют их безнуклеиновыми вирусами. Между тем в организме существует лишь один способ изготовить молекулу белка: синтезировать ее на ДНК-овой «матрице». А чтобы белок сей «уродился» антигеном, надо, очевидно, заставить ДНК, уже имеющуюся в наличии, — то бишь ДНК пациента — выдать вместо нормального продукта болезнетворный.

Для начала, по Прузинеру, прионы проникают в организм (неважно, каким путем: воздушно-капельным, аэрогенным, трансмиссивным — любой сгодится) и там меняют свою... ну, чтобы не лезть в дебри молекулярной биологии, скажем грубо: пространственную конфигурацию. «Вроде капкана, который можно взводить и спускать, не меняя его устройства, — поясняет Прузинер. — В спущенном состоянии он безопасен, зато если его взвести...»

Итак, «взвелся» прион — что дальше? В 1982 г. Прузинер с коллегами впервые выделил прионы в чистом виде из мозга больного хомяка и принялся активно изучать их свойства. В 1992-м он поставил серию экспериментов на мышах и 8 итоге выдвинул следующую гипотезу. Прионы вступают во взаимодействие с теми или иными хозяйскими генами, — здоровыми, заметьте! — извращают механизм их экспрессии, и те производят черт знает что! Поскольку прионы «берут за глотку» не наследственный аппарат целиком, а лишь отдельные гены, и не во всех клетках, а только в тех, куда проникли, — патогенные продукты накапливаются медленно, но неотвратимо. Отсюда и затянутость скрытого периода, и непоправимость последствий. Ни заблаговременный диагноз, ни действенное лечение практически невозможны: попробуй найди среди несметного множества клеток те, где угнездился зловредный прион, да там еще отыщи ген, которым он исподтишка дирижирует!

Гипотеза смелая, но далеко не безрассудная. Ведь мы только по привычке говорим, что нашу жизнедеятельность регули

рует ДНК; если же быть точным — работает ДНП, дезоксирибонуклеопротеид, комплекс ДНК со специфическими белками, в первую очередь гистонами. Без них ДНК — машина, которая не заводится. Теперь представьте себе, что явился прион и вторгся в компанию гистонов, «подбавив собственного сала» (Маяковский), — отчего не допустить, что это вызовет сбои в работе гена?

Да, но откуда же изначально берутся прионы, коль скоро они — белки? Выходит, должны существовать гены, кодирующие непосредственно их? И вот тут-то Прузинер выдал главную свою сенсацию. Да, есть такие гены — они имеются едва ли не в каждом живом организме, в том числе человеческом, и подвержены (общеизвестный факт) самопроизвольным мутациям. В норме подобный ген производит некий нужный организму белок, а после мутации — его же, но с крохотным довеском из десятка аминокислот. Так вот: нормальный белок, к которому пристегнуты лишние аминокислоты, — и есть прион, У него качественно иной, нежели у «прототипа», механизм агрегации: в результате нее получается конгломерат из нескольких молекул приона, обладающий вирулентностью — одним из важнейших свойств возбудителей болезней вообще (!).

Легко видеть, что д-р Прузинер по сути претендует на открытие не просто разновидности инфекционных агентов, но новой формы жизни. До сих пор мы знали две —

неклеточную (вирусы) и клеточную (все остальное). А прионы — нечто третье: к клеточным они не относятся по понятным причинам, к вирусам — за отсутствием нуклеиновых кислот. Последний признак настолько важен, что обязан стоять во главе угла! И тогда имени Прузинера надлежит быть в одном ряду с именами таких корифеев естествознания, какЛевенгук, первооткрыватель бактерий, и Ивановский, первооткрыватель вирусов.

Пожалуй, главным образом потому и стал Прузинер нобелевским лауреатом. Заслуженно ли — пока вопрос дискуссионный. Возражения скептиков сводятся, во-первых, к тому, что нельзя давать престижную премию за гипотезу, пусть красивую, но до конца не подтвержденную, и к тому, во-вторых, что еще 21 год назад Нобелевский комитет премировал Дэниэла Карл-тона Гайдусека и Баруха Сэмюэла Блам-берга за выявление новой категории болезней, вызываемых «уникальными инфекционными агентами» (!), Действительно, нехорошо вторично присуждать награду за развитие прежней идеи. С другой стороны, Прузинер развил ее столь значительно, что даже его оппоненты признают: нет сегодня в мире человека, знающего о прионах больше доктора Прузинера... Ш

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 2 ' 9 8