3.
«ЧЕРНАЯ МЕТКА» ВЫБРАЛА НОВЫХ НОБЕЛЕВСКИХ ЛАУРЕАТОВ ПО ХИМИИ
Александр Царев, 11 ЕМ класс
Научный руководитель: , к. б.н., преподаватель биологии
Нобелевская премия по химии за 2004 год присуждена трем ученым - двоим израильтянам и одному американцу. Уже в который раз за последнее время эта премия присуждается за исследования в области биохимии клетки - одного из передовых направлений в химической науке. Аарон Цехановер и Авраам Хершко из Института Раппопорта израильского университета Технион (г. Хайфа) и Ирвин Роуз из Отдела физиологии и биофизики медицинского колледжа Калифорнийского университета в г. Ирвайна получили на троих $1,3 млн. за открытие «опосредованного убиквитином распада клеточных белков».
Белки создают клетки всех живущих на Земле организмов. И механизм синтеза белковых молекул в клетках достаточно хорошо изучен. Однако до работы лауреатов 2004 года было неясно, каким способом молекула распознает белки, предназначенные для уничтожения. В начале 80-х годов ХХ века трое ученых обнаружили циклический процесс, который и приводит в дальнейшем к деградации протеинов.
В геноме человека известно значение менее чем 10% последовательностей ДНК. Однако известно все расположение букв генетического алфавита. Надо только выделить «генетические предложения» и понять правила чтения. Предполагается, что часть неизвестных по значению последовательностей является регуляторными или определяют правила чтения.
Благодаря удостоенному Нобелевской премии открытию, выяснилось, что молекула белка, ставшая ненужной и предназначенная для «разборки», отмечается специальной молекулой-маркером. Ученые называют присоединение такой молекулы к «списанному» белку «поцелуем смерти». Помеченные белки собираются в специальные образования, утилизирующие протеины, так называемые протеасомы, где молекула белка разбирается на составные части. Маркером в этом процессе является молекула убиквитина, направляющая белок к месту утилизации. Как только протеасома начинает разрушать белок, убиквинтин отсоединяется, чтобы вновь «проводить в последний путь» очередной белок.
Вот аналогия - чтобы заменить в автомобиле деталь на новую, нужно сначала удалить сломавшуюся. Так и в клетке нужно удалить испорченный белок. Убиквитин - это своеобразная «черная метка», которая присоединяется к белку и сообщает остальным веществам клетки о необходимости этот белок ликвидировать, что в дальнейшем и происходит. Открытие «черной метки» является одним из правил чтения генома.
После открытия механизма распада белков Цехановери, Хершко и Роузом стало понятно, причем на молекулярном уровне, как именно в клетке происходит управление процессом удаления ненужных белков, но при сохранении необходимых. В результате этот процесс становится ответственным за такие важнейшие функции, как клеточное деление, восстановление поврежденной ДНК, образование строго определенного количества новых белков и иммунная защита. Когда система деградации белков ломается, в организме начинаются необратимые изменения. Классическими примерами можно считать рак шейки матки или, например, кистозный фиброз (муковисцидоз). И знание механизма уничтожения неправильных протеинов может привести к созданию лекарства против этих и других заболеваний, на данный момент неизлечимых.
В России подобные исследования, разумеется, также проводятся в различных академических институтах, однако сдерживаются чрезвычайной дороговизной биохимических реактивов и приборов. Впрочем, наши специалисты весьма успешно занимаются биохимией в тех же американских и израильских исследовательских центрах - наука не знает границ.
