Антон Чугунов 267,3

В 1918–1919 годах пандемия гриппа — «испанки» — унесла, по меньшей мере, 20–50 миллионов жизней. Болезнь была вызвана особым штаммом вируса H1N1, предположительно произошедшим от вируса, распространённого среди диких птиц. Недавно выяснено, что такая «пересадка» вируса с животных на человека была обусловлена мутацией всего двух остатков в гемагглютинине — белке оболочки вируса, участвующего в заражении. Изучив структурные особенности «взлома» гликорецепторов эпителия дыхательных путей человека гемагглютининами различных штаммов вируса, учёные объясняют биохимию этого трагического «нашествия».

Знание пространственной организации белковых молекул является ключом не только к пониманию их функций и механизма работы, но и основой для разработки эффективных и безопасных лекарственных средств. В то же время, определять структуру белков в прямом эксперименте не всегда возможно или целесообразно — из-за сложности, дороговизны и ограниченности возможностей экспериментальных методик. Однако иногда удаётся преодолеть эти сложности, подойдя к проблеме «с другого конца»: структуру биомакромолекул можно «предсказать», используя теоретические подходы — основанные на физических или эмпирических приближениях. В этой статье даётся теоретическое обоснование возможности «предсказывать» структуру белков и коротко рассматриваются основные подходы к этой задаче.

С момента первого описания нанобактерий — субмикронных белково-минеральных частиц, способных к самовоспроизведению, — не прекращаются споры, можно ли считать их живыми, или нет. Существуют данные, что нанобактерии играют роль в развитии таких распространённых заболеваний как камни в почках и желчном пузыре, ревматоидный артрит, болезнь Альцгеймера и других. Недавно опубликованное исследование, похоже, сняло корону с этих загадочных «биологических» объектов: нанобактерии не только слишком малы, чтобы быть живыми. Оказывается, они устроены не сильно сложнее, чем самый обыкновенный мел.

Необходимость в ночном отдыхе характерна не только для людей — сон наблюдается у множества животных, начиная с насекомых и заканчивая приматами. Периодичность сна управляется циркадными ритмами, однако что создаёт саму потребность в таком состоянии (в котором люди проводят до трети всей жизни), до сих пор не известно. Недавно учёным удалось идентифицировать генетический фактор, отвечающий за необходимость сна, — по крайней мере, у плодовых мушек Drosophila melanogaster.

Животные воспринимают свет и реагируют на различные физические и химические сигналы с помощью интегральных белков клеточной мембраны, принадлежащих к семейству G-белоксопряжённыхрецепторов. Под действием этих сигналов рецептор «переключается» из неактивной формы в активированную, способную связывать G-белок и инициализировать внутриклеточные биохимические каскады. Менее десяти лет назад учёным удалось расшифровать пространственное строение одного из таких рецепторов — родопсина, — однако эта структура соответствовала неактивной форме белкá и не могла дать информации об активации рецептора. Недавно, после массы затраченных усилий, учёным удалось получить структуру активной формы родопсина и приблизиться, наконец, к пониманию молекулярных основ перехода рецепторов в активную форму.

Микроскопическая одноклеточная панцирная водоросль — кокколитофорида Emiliania huxleyi — является главным фиксатором карбонатов (а, следовательно, и атмосферного CO2) в мировом океане, играя важнейшую роль в глобальном биогеохимическом равновесии на Земле, и не в последнюю очередь — в формировании климата. Численность этих организмов регулируется вирусами семейства Phycodnaviridae, уничтожающими огромные области «цветения» E. huxleyiв водах океанов. Однако эти водоросли разработали совершенно неизвестную ранее стратегию борьбы со своими убийцами: при первых призраках заражения популяции происходит генерация гаплоидной жизненной формы водорослей (аналогичной гаметам), которые... неуязвимы для вируса, поскольку фактически «невидимы» для него! Первооткрыватели этого явления назвали его «стратегией Чеширского кота» — ведь, действительно, как можно отрубить голову, если осталась одна улыбка?

У детей в течение, по меньшей мере, первого полугода жизни практически не вырабатываются иммуноглобулины A (IgA), ответственные за первичную иммунную реакцию, «встречающую» инфекцию в слизистых оболочках тела. Поэтому чрезвычайно важным считают грудное вскармливание, при котором антитела IgA передаются малышу с материнским молоком, защищая его от болезней в младенчестве. Американские учёные установили, каким образом антителообразующие клетки направленно мигрируют в область слизистой оболочки молочной железы во время лактации: хемотаксис в этом случае основан на взаимодействии хемокинового рецептора CCR10 с хемокином CCL28.

Исследование поведения человека испокон веков считается территорией, на которой молекулярщикам, генетикам и прочим приверженцам «механистического» взгляда на живое делать совершенно нечего: настолько всё это сложно, одухотворённо и вообще далеко от банального взаимодействия молекул. Однако постепенно такое табу остаётся в прошлом, и множество исследований уже начинает выхватывать из тьмы неизведанного отдельные детали, связывающие генетику и поведение. Эта заметка, основанная на небольшом обзоре, опубликованном в журнале Science, удачно дополнит материал «Гены управляют поведением, а поведение — генами», появившийся на сайте «Элементы» и основывающийся на статьях и обзорах, опубликованных в том же номере Science.