н

л

в

к и

п

м и и

СТУЛЬЯ - B4ER ДЕНЬГИ-СЕГОДН

Высшей научной наградой отмечаются открытия, совершенные десятилетия назад

Объявление имен очередных нобелевских лауреатов 2002 г. по медицине, химии и физике вызвали дежурные нарекания прессы и ученых. С тем, что темы и кандидаты для награждения выбраны достойные, никто не спорит. Но вот сами работы были выполнены 20, 30, а то и 40 лет тому назад.

Вызывает упреки и то, что число лауреатов ограничено, ведь многие открытия ныне делаются большими коллективами исследователей. Кроме того, комитет вынужден замыкаться в отведенных рамках традиционных областей знания, хотя наиболее интересные работы ныне обычно делаются на стыке наук. Де-факто Нобелевский комитет уже признал это, наградив, например, премией по экономике психологов и допустив, чтобы в ряды химиков затесался инженер-электротехник...

Как бы там ни было, лауреаты названы, и нам остается лишь познакомиться с их работами.

...ПЛЮС БЛАГОДАРНОСТЬ ЧЕРВЯЧКУ

В последние годы, перед вручением Нобелевской премии в области физиологии и медицины, неизменно ожидалось, что в числе лауреатов будет британский ученый Сидней Бреннер. И вот ожидания сбылись. Сидней Бреннер, а также его коллеги Джон Салстон (Великобритания) и Роберт Горвиц (США) получили премию за решающий вклад в исследование генетических механизмов, управляющих развитием органов тела и отмиранием отдельных клеток.

Еще в 60-е гг XX в , когда молекулярные биологи только начинали изучать механизмы, управляющие жизненными процессами у бактерий, Бреннер надеялся, что ему удастся исследовать, как работают подобные — несравненно более сложные! — механизмы у высших животных.

Тогда его мечты казались утопическими. Даже подопытные мыши обладают таким количеством разных типов клеток, тканей и органов, что понять механизмы, стоящие за их взаимодействием, считалось для многих делом безнадежным.

Именно в то время Бреннера и осенила неожиданная идея: выбрать в качестве объекта многоклеточный, но очень примитивный организм. Так с легкой руки Сиднея Бреннера у биологов появилось новое подопытное животное — ленточный червь Caenorhabditis elegans, или попросту С. ele-gans. Тысячи подобных созданий вьются в каждом комке земли.

Длина червячка — всего миллиметр. Однако у него есть почти все те части тела, что и у человека: кожа, нервы, мышцы, кишки, органы размножения. Да и генов у него всего в два раза (!) меньше, чем у нас. Их у червя- 19253.

Ныне нам понятны происхождение и функции каждой из 959 клеток этого червя известны все жизненные процессы, протекающие в них Так, у каждого червя имеются 302 нервные клетки. Мы точно знаем, какие из них нужны ему, чтобы обонять, осязать или ощущать тепло. Можно начертить схемы включения каждой из этих клеток, в том числе отметить все синапсы, посредством которых они сообщаются друг с другом

Самое ценное для исследователей, что черви могут болеть, казалось бы чисто человеческими недугами. Например, они бывают бесплодны по вине особых генов. Есть такие гены и у человека. И когда в одном из опытов, проведенных над червями, им внедрили соответствующие здоровые человеческие гены, малютки снова стали приносить потомство

Вот как работают эти гены. По инструкции, донесенной ими, приготавливаются особые протеины — своего рода «молекулярные ножницы». Они делают «надрезы» на других, давно выжидающих протеинах, и тогда процесс принесения потомства начинается. Эта процедура жизненно важна и для червя, и для его «двойника» в макромире — человека.

Причем в 90-е гг. ученые из США и Канады выяснили, что при дефекте той же самой группы генов человек страдает и от наследственной формы болезни Альцгеймера. В нервных клетках его мозга быстро накапливаются так называемые бета-амилоидные пептиды. Клетки перестают работать, а человек — думать.

Исследователи выяснили, что тем же недугом могут страдать и черви. При генетических мутациях они теряют память Это воочию видно под микроскопом Если приучить червей принимать корм в заранее подогретом месте, то здоровые и умные животные быстро торят дорогу к кормушке. Беспамятливые же — больные — кружат, петляют, вьются, так ничего и не находя.

Если мутировавшие гены «отключить», болезнь отступает. Правда, пока неизвестны лекарства, которые повернут болезнь Альцгеймера вспять. Ясна лишь схема их поиска: определенные вещества могут исправить работу поврежденного гена; значит, надо найти эти вещества.

Так крохотный прозрачный червячок заменил в опытах добровольцев, показывая, как и почему болеет человек и можно ли его спасти.

Джон Салстон был участником проекта Бреннера. В частности, он анализировал судьбу всех дочерних клеток эмбриона, возникшего из оплодотворенной яйцеклетки. Всего у эмбриона насчитывалось 1090 дочерних клеток, однако у взрослого червя их число уменьшалось до 959. Значит, 131 клетка неизменно гибла в процессе эмбрионального развития. Салстон доказал, что отмирание этих клеток — явление закономерное. Так он сделал открытие, кратко формулируемое в нескольких словах: «Без смерти нет жизни» Процесс добровольного отмирания клеток называется «апоптозом».

Этот процесс играет важную роль в развитии эмбриона. Благодаря ему исчезают некоторые рудиментарные органы, появившиеся у зародыша. Так, человеческий эмбрион утрачивает перепонки между пальцами, жабры и хвост. Особенно впечатляет формиро-

Так выглядит под микроскопом крошечный червячок — новый герой генетиков.

вание перьев и пальцев у различных видов животных. Клетки отмирают буквально пачками, и лишь после их гибели упомянутые части тела обретают привычныи вид

Без постоянного отмирания клеток невозможна жизнь любого взрослого организма. Он должен все время обновляться. Мириады клеток гибнут, потому что выполнили свои задачи или перестали отвечать неким требованиям. Например, гибнут иммунные клетки, потерявшие способность защищать организм. Нарушение этого механизма может привести к серьезному заболеванию Именно Джон Салстон первым определил генетический механизм, который управляет запрограммированной клеточной смертью.

Чтобы понять, как протекает апоптоз, Роберт Горвиц исследовал этот процесс опять же на примере червя. Он отыскал более полутора десятков генов, ответственных за отмирание различных типов клеток червя, а также обнаружил генетический механизм, способный защитить от апоптоза. Заодно выяснилось, что те же самые гены и протеины управляют отмиранием клеток в организме человека.

ТЕХНИКА-МОЛОДЕЖИ 12 2002

6