inessahalets@mail.ru 0,0

«Биомолекула» пробует себя в новом жанре: мы представляем интервью с выпускницей львовского биофака Еленой Кравцовой, которая работает пост-доком (научным сотрудником) у Нобелевского лауреата 2004 г. по химии Аарона Чехановера — первооткрывателя убиквитиновой системы деградации белков (его лаборатория находится в израильском институте «Технион», Хайфа, Израиль). Сейчас, когда только отгремели награждения Нобелевскими премиями 2010, мы решили, что будет интересно спросить Елену о том, что это такое — работать с Нобелевским лауреатом?

В сентябре в мировом лидере научной периодики — журнале Nature — вышла статья о выявлении факта сознательного вредительства в небольшой американской научной лаборатории. То, что в Америке всё идет вкривь и вкось — и школьники стреляют, и машины угоняют, и медицинская страховка дорожает — это и так все знают. И вот в ещё одной лаборатории пост-док пойман на сознательной порче результатов аспирантки. Возникает вопрос — зачем же писать о таком банальном происшествии в уважаемом научном журнале? А дело в том, что проблема честности в науке сейчас встаёт особенно остро, и бороться с ней собираются самыми серьёзными способами, включая, кажется, и полицию.

Ещё двадцать лет назад молекулярная биология не знала такого удивительного феномена, как РНК-интерференция. Сегодня же у учёных не вызывает сомнения, что это явление принимает участие в широчайшем спектре физиологических процессов у всех живых существ, а её молекулярные посредники — короткие РНК — по разнообразию и специфичности не уступают антителам крови. У простейших РНК-интерференция обеспечивает иммунитет, в частности — защиту от вирусов. У более развитых организмов этот механизм включается в борьбу не только (и не столько) с внешними, но и с внутригеномными паразитами, а также становится важнейшим регулятором активности генов. На сегодняшний день идентифицированы уже тысячи коротких регуляторных РНК, а механизм РНК-интерференции изучен очень подробно, однако бесспорно и то, что мы наблюдаем пока только верхушку этого айсберга.

В последние годы приставка «нано» стала известна даже тем, кто не имеет представления о её численном значении, а форсированное развитие нанотехнологий ставит вопросы, связанные с общественной безопасностью манипуляций с частицами, чей размер сопоставим с наиболее мелкими объектами в биологической иерархии наших организмов. Потенциал применения нанотехнологий в медицине огромен, но, как и пресловутая палка, обоюдоостр: за наноскопическим барьером скрываются не только чудеса, но и угрозы. Для адекватной оценки этих опасностей необходимо чётко представлять механизмы взаимодействий, возникающих в области непосредственного контакта искусственных наночастиц и клеток живого организма. Эта статья рассказывает о таких взаимодействиях и иллюстрирует потенциальную пользу и вред от использования нанообъектов в медицине.

Стволовые клетки (СК) в последнее десятилетие стали притчей во языцех, источником, от которого ожидают вечной молодости и спасения от всех бед. Ожидания эти, скорее всего, немного преувеличены, но отнюдь не беспочвенны: где ещё увидишь такое чудо, чтобы из одной-единственной живой клетки получился полноценный орган, готовый для трансплантации донору! Во взрослом организме стволовых клеток в тысячи раз меньше, чем в эмбрионах, и с этим связан особый интерес к последним как к источнику «вечной молодости». К счастью, этическая проблема, связанная с неизбежным при «добыче» СК из эмбрионов разрушением только что зародившейся жизни, постепенно остаётся в прошлом: учёным удаётся всё более уверенно «перепрограммировать» соматические клетки в состояние, практически не отличимое от «стволового».

Одна из основных догм структурной биофизики гласит, что строение молекулы определяет её функцию, подразумевая тем самым наличие чётко заданной пространственной структуры. Для большинства белков, организация и функции которых хорошо изучены, — таких, как «классические» ферменты, — хорошо известно, как именно должны быть расположены те или иные фрагменты белковой молекулы, чтобы она выполняла свою функцию. Однако в последнее время было открыто довольно много белков, структура которых не столь чётко задана, — которые, выражаясь в терминах физики белка, пребывают в состоянии расплавленной глобулы, вообще не имея «плотно упакованного» состояния и обладая аномально высокой подвижностью. И, что самое интересное, такие белки, тем не менее, выполняют важные функции, и некоторые особенности такой их «несовершенной» организации, возможно, играют особенную роль в таких биологических процессах как регуляция транскрипции и передача сигналов.

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.

Стоит сразу оговорить, что в данной статье речь пойдет не о каких-то чудодейственных средствах, которые активно предлагаются с прилавков магазинов или на различных сомнительных веб-сайтах (часто слово «нано» и «стволовые клетки» употребляют в таком случае в одном контексте — видимо, чтоб уж наверняка). Здесь мы кратко обсудим существующие и наиболее перспективные варианты молекулярных конструкций (или далее — наночастиц), которые уже используются или будут активно применяться в будущем для прямой доставки биологически активных молекул через кожу.