Генная инженерия

Несмотря на то, что химическое оружие, к счастью, практически не применяется в военных действиях, наличие средств химической защиты — важная составляющая обороноспособности и обязательное требование для чрезвычайных ситуаций. Одни из самых опасных отравляющих веществ — фосфорорганические яды, обладающие нервно-паралитическим действием, — были созданы еще до Второй мировой войны, однако эффективного противоядия от них до сих пор не существует. Группа ученых в Израиле применила подход направленной эволюции, чтобы «в пробирке» создать фермент, способный стать антидотом для двух самых токсичных ядов этой группы, — зомана и циклозарина.

Одним из наиболее удивительных открытий в биологии XX века стала расшифровка генетического кода, причём особенно трудно было понять, что такой код существует. Пожалуй, самым поразительным свойством этого «языка» является его универсальность — за исключением некоторых «диалектов», он одинаков для всех доменов жизни на Земле. В начале XXI века учёные сумели «перепрошить» генетический код, добавляя к стандартным аминокислотам неприродное звено, кодируемое стоп-кодоном в матричной РНК и считываемое при участии «ортогональных» тРНК. (Правда, при этом в белкé может быть только одно нестандартное звено.) Теперь дело поворачивается в сторону полностью «настраиваемых» белков: английским исследователям удалось создать рибосому, считывающую за раз не три, а четыре нуклеотида, что потенциально позволяет использовать для дизайна биополимеров более 250 неприродных аминокислот.

Алкалоиды — большая группа органических азотсодержащих веществ преимущественно растительного происхождения — зачастую имеют довольно сложное строение и не могут быть синтезированы химическим путём. Но и выделить существенное количество алкалоида из природного сырья часто оказывается достаточно сложно и дорого. Американским учёным удалось создать трансгенную линию пекарских дрожжей, поместив в них гены из четырёх различных организмов, и «научить» их осуществлять многостадийный синтез непосредственного предшественника алкалоида, применяющегося в медицине (хотя, к сожалению, не только), — морфина.

8 октября Нобелевский комитет принял решение о присуждении Нобелевской премии в области физиологии или медицины Марио Капеччи, Мартину Эвансу и Оливеру Смитису за открытие ими «принципа внесения специфических изменений генов мышей с применением эмбриональных стволовых клеток». «Биомолекула» представляет перевод пресс-релиза, посвященного этому событию.

Тысячи ферментов — приемуществено белковых катализаторов биохимических реакций в живой клетке — созданы природой за миллионы лет в процессе эволюции. По сравнению с ней попытки учёных, занимающихся дизайном новых ферментов в лаборатории, выглядят пока, мягко говоря, примитивно. Залогом их успеха является использование тактики, присущей самой эволюции.

Продление жизни — это заветная мечта человечества. Биохимические исследования показали, что проблема старения организмов является чрезвычайно многогранной, и единая теория этого процесса до сих пор не выработана. Учёные из Нью-Джерси на мышах продемонстрировали, что «выключение» одного из белков, ответственных за реакцию на адреналин, — аденилатциклазы типа 5 — способно продлить жизнь и повысить устойчивость к стрессам.

Вирус СПИДа внедряется в хромосому хозяина и фактически становится частью его генома, передаваясь при клеточном делении. К настоящему времени все виды лечения СПИДа направлены на ингибирование вирусных ферментов или на предотвращение слияния вируса с клеткой, но не на сам провирус, интегрировавшийся в геном. Исследователям из Германии удалось разработать фермент (модифицированную Cre-рекомбиназу), способный «вырезать» ВИЧ из генетического кода культуры инфицированных человеческих клеток. Это достижение, возможно, позволит в будущем полностью излечивать СПИД.