Elizaveta Alexeevskaya 0,0

Клетки многоклеточного организма существуют не сами по себе, а в создаваемом ими самими тканевом окружении, подобно людям, являющимся элементами общества. Клеточная микросреда не только играет важнейшую роль в поддержании функционирования клетки, но и сама активно на него влияет. Реципрокные динамические взаимодействия между клеткой и ее окружением играют решающую роль в развитии онкологических заболеваний, ставших бичом нашего времени. Развитие современных технологий лабораторного изучения клеток и их микроокружения позволяет отследить эти процессы в беспрецедентных деталях и даже смоделировать в лаборатории микросреду по своему желанию.

В первой статье рубрики «Места» мы расскажем, как сотрудники самой крупной ЯМР-лаборатории к востоку от Праги и к западу от Сеула (то есть, в Москве, в Институте биоорганической химии РАН) создают изотопно-меченные биомолекулы, изучают мембранные белки, нейротоксины и люциферины, горят на работе и даже свадьбу справляют возле спектрометра.

Термофорез — движение молекул в градиенте температур — давно используется в химии и физике для изучения коллоидных растворов. Добавив инфракрасный лазер к флуоресцентному микроскопу, разработчики метода добились локальных изменений температуры и возможности тут же регистрировать изменения сигнала от молекул. Метод окрестили микроскопическим термофорезом, и в 2010 году он дебютировал в биологии. Метод позволяет делать точные количественные оценки самых разных бимолекулярных взаимодействий (например, белок–лиганд, белок–белок, белок–нуклеиновая кислота и т.д.). Измерения можно проводить непосредственно в биологических жидкостях, что приближает условия к естественным, исключает необходимость иммобилизации молекул и просто экономит время. Всё это делает микроскопический термофорез привлекательным методом как для фундаментальных исследований, так и для биомедицинских приложений.

Наш лауреат — редкий пример медика, который долго занимался одной темой. И даже достигнув высшей награды, не стал почивать на лаврах, а продолжил заниматься Большой Наукой. Наш герой — один из немногих урологов-нобелиатов. Метод, который он создал, спас жизнь не одному десятку тысяч мужчин. Ведь именно он придумал, как лечить очень коварное заболевание — рак простаты. Формулировка Нобелевского комитета конкретизирует: «за открытия, касающиеся гормонального лечения рака предстательной железы». Итак, встречайте, Чарльз Брентон Хаггинс.

Развитие биотехнологий открыло новые возможности использования живых организмов на благо человечества. Методы генетической инженерии позволяют производить различные вещества в живых объектах, следовательно, мы можем использовать эти объекты в качестве природных «фабрик». Центральная догма молекулярной биологии в общем случае гласит: ДНК → РНК → белок. Именно белок часто является конечным продуктом биотехнологического производства: это может быть инсулин, интерфероны, антитела, ферменты, вакцины... Нам лишь нужно задать программу и «записать» ее в ДНК, а живой объект всё сделает сам. В качестве «фабрик» используют клетки дрожжей, бактерий, растений, а также культуры клеток насекомых и млекопитающих. В этой статье речь пойдет о растительных биофабриках.

В истории науки часто одно открытие может растянуться на десятки лет. И почти каждая Нобелевская премия имеет такую предысторию, растянувшуюся на многие годы. Наш случай — именно из таких. Ведь, казалось бы, к середине XX века были известны все виды инфекционных агентов — вирусы, бактерии, грибы, простейшие... Но природа оказалась богаче. И скрытнее: причину некоторых странных и очень страшных заболеваний искали более полувека. За раскрытие этой тайны Стэнли Прузинер в 1997 г. удостоился Нобелевской премии, а возбудитель болезни — упоминания в формулировке Нобелевского комитета: «за открытие прионов, нового биологического принципа инфекции».

«Что там в рисе исследовать? Его китайцы уже вдоль и поперек изучили!» — именно так мне отказали в устном докладе на одной из конференций. В этом есть доля правды, ибо чего только с рисом не делали! А о том, что делали — расскажу.

Лаборатории, в которых все эксперименты выполняют роботы, помогут биологии выйти из кризиса воспроизводимости результатов. Более того, заказывая в автоматических лабораториях необходимые эксперименты, научными исследованиями в области естественных наук смогут заниматься все желающие.