Техника - молодёжи 2007-12, страница 13
«Для этого мы поначалу использовали гомологическую рекомбинацию — процесс, при котором осуществляется взаимный обмен участками ДНК между отцовской и материнской хромосомами в клетке, — вспоминает Смитис. — Но потом Марио Капекки предложил сосредоточиться на обратной процедуре — выбивать, нокаутировать определённые гены и смотреть, как это повлияет на функционирование организма. Такая методика оказалась более эффективной для того, чтобы понять роль того или иного гена». Учёные стали вводить в клетку фрагмент ДНК, имевший дефектную копию подлежащего выключению гена. Далее вступал в действие всё тот же природный механизм гомологической рекомбинации. Только теперь в ряде случаев — конечно, далеко не всегда, — происходила замена здорового гена дефектным. Затем такие клетки изолировались, культивировались и использовались для изучения механизма действия того или иного гена. Впрочем, поначалу подобные исследования казались многим настолько малозначительными, что будущие лауреаты долгое время не могли получить грант на их проведение. «Никто не верил, что дефектный ген сможет сам найти свою копию среди 3,5 млрд других генов», — вспоминает Капекки. И поныне от выключения отдельных генов до создания организма с заранее заданными свойствами лежит дистанция огромного размера. Преодолеть хотя бы часть этой дистанции помогли исследования Эванса, изучавшего эмбриональные стволовые клетки. Американцы не были лично знакомы с британским коллегой, они лишь слышали о его работах. Но как только Эванс прилетел в США, чтобы прочесть серию лекций, постарались с ним связаться и попросили о встрече. «Я поначалу не хотел ни с кем встречаться, у меня было мало времени. Но Оливер меня всё-таки убедил, что нам надо обсудить одну очень важную проблему»... Эванс пришёл на встречу. Причём не с пустыми руками. Он принёс с собой культуру эмбриональных клеток, с которыми американцы потом и работали. А вскоре Капекки специально полетел в Британию, чтобы в лаборатории Эванса поучиться, как надо вести те или иные операции на эмбриональном уровне. В итоге совместными усилиями нынешние лауреаты и разработали технологию нокаутирования генов. Модифицированные по методике Смитиса и Капекки стволовые клетки впрыскивают по способу Эванса в эмбрион на самой ранней стадии его развития. Затем эмбрион имплантируют в матку мышки-мате-ри, которая и воспроизводит на свет мышонка, чей геном частично состоит из нормальных, а частично из модифицированных клеток. В дальнейшем путём целенаправленного скрещивания учёные получают линию мышей, геном которых состоит исключительно из модифицированных клеток. Они служат теми модельными организмами, на которых изучаются как функции отдельных генов, так и природа тех или иных наследственных заболеваний. Самая первая «нокаутная» мышь была выведена в 1989 г. На сегодняшний день учёным удалось деактиви-ровать уже около 10 ООО различных генов. Это примерно половина активно действующих генов от их общего количества в геноме грызуна. И наука продолжает двигаться вперёд. Создано уже около 500 мышиных семейств, у представителей которых ярко выражены те или иные наследственные заболевания человека, включая различные формы рака, диабет, сердечно-сосуди-стые и нейро-дегенеративные болезни. По словам руководителя лаборатории генетических основ клеточных технологий Института общей генетики имени Н.И. Вавилова РАН Сергея Киселёва, в настоящее время усовершенствован и сам «метод Капекки». Сегодня уже никто не пользуется пипетками для таких тонких манипуляций. Кусочки ДНК направляют к ядру клетки действием электрического поля. А клетки с нужной рекомбинацией генома научились отбирать, «пришивая» к генам определённые маркеры. Исследователи ныне планируют провести целенаправленное изменение всех активных генов мыши, создать новые лабораторные линии животных. Это позволит в совокупности получить что-то вроде работающей модели генома человека. Жаль только, что наши исследователи имеют к этой работе весьма косвенное отношение. И даже не из-за отсутствия денег, на которое традиционно ссылаются организаторы науки. Сложная технология требует хорошего оборудования, кадров, умений и навыков. А мы их за последнее время в значительной степени подрастеряли, многие российские умы работают ныне за рубежом. А значит и следующие Нобелевские премии по этой части, к сожалению, достанутся не России. ВЕЛИКОЕ МАГНИТНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ, или По следам лорда Кельвина Нобелевскую премию по физике впервые за многие годы получили опяшь-шаки не американцы, а европейцы — француз Альбер Фер из универсишеша Paris-Sud в Орсе и немец Пешер Грюнберг из Дармш-шадского универсишеша твёрдого шел. Они были удостоены высокой награды за ошкрышие эффекта так называемого гигантского маг-нитосопротивления или супермаг-ниторезистивности (GMR). Альбер Фер Петер Грюнберг Вообще-то явление анизотропного магнитного сопротивления было открыто 150 лет назад британским физиком Уильямом Томсо-ном, известным также под именем лорда Кельвина. Он доказал, что сопротивление магнитного проводника уменьшается, если внешнее магнитное поле направлено вдоль него, и увеличивается, когда поле направлено поперёк. Это явление было объяснено искривлением траектории носителей электрического заряда в магнитном поле, что вполне укладывается в представления классической теории. А вот гигантское магнитное сопротивление или супермагниторе-зистивность, открытое лауреатами, |
