Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2010 № 02

До этого исследователям было известно, что некоторые земные организмы, например споры и бактерии, действительно могут выдержать условия вакуума и очень низких температур. Однако пережить сверхвысокий уровень радиации, который буквально испепеляет, живые существа не в силах. Между тем, тихоходки выдержали ионизирующее излучение в 570 000 рентген. Для сравнения, смертельная доза радиации для человека составляет всего 500 рентген, а после взрыва реактора на Чернобыльской АЭС мощность излучения из провала достигла 30 000 рентген в час.

Теперь Ингемар Йонссон и его коллеги занимаются изучением защитного и восстановительного потенциала организма тихоходок.

Ну, а голландец Ван Страатен, с которого был начат наш рассказ, ободренный таким известием, выступил с заявлением, что те космические объекты, которые традиционно считались безжизненными (например, Луна или астероиды), на самом деле являются заповедниками жизни. Причем не только элементарных ее форм — микробов, лишайников и тому подобного, но и высокоорганизованных, близких к позвоночным.

«Поверхность Луны покрыта оксидами — соединениями химических элементов с кислородом, — рассуждает исследователь. — Травоядные животные, пожирая лунный лишайник, вместе с ним получат необходимый для жизни элемент. В свою очередь хищники, питаясь травоядными, восполнят запас кислорода не через легкие, которые у них могут вовсе отсутствовать, а через желудочно-кишечный тракт»…

При этом Ван Страатена не смущает, что до сих пор на Луне не обнаружили ни растений, ни животных. «Гипотетический инопланетянин, высадившийся в Антарктиде на несколько часов, тоже посчитал бы Землю пустынной, безжизненной и очень холодной», — заявил он.

Публикацию подготовил Максим ЯБЛОКОВ

Впервые в истории лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине стали сразу две женщины — Элизабет Блэкберн, которая родилась в Австралии в 1948 году, и 48-летняя Кэрол Грейдер из Балтимора. Компанию им составил 57-летний Джек Шостак; он родился в Лондоне, работает в Гарварде. Все трое награждены «За открытие механизма защиты хромосом тело мерами и ферментом теломеразой».

Нобелевский комитет подчеркнул, что научные разработки, удостоенные премии, имеют большое значение как для понимания процесса старения организма, так и для создания новых лекарств, способных остановить рост и развитие раковых опухолей.

Хромосома — часть ядра клетки, состоящая из цепочки генов и других структур. Главная ее особенность — способность к самовоспроизводству: она периодически делится и копирует сама себя. Именно это ее свойство, по сути, является залогом жизни.

Но хромосомы все время подстерегает опасность, исходящая от теломер — участков, расположенных на концах хромосом. Дело в том, что всякий раз при делении теломеры укорачиваются. И может дойти до того, что вскоре начнет укорачиваться и сама хромосома, что приведет к потере важных генов. Однако в организме есть особый фермент — теломераза, — который при каждом копировании восстанавливает теломеры почти полностью, сохраняя тем самым всю хромосому почти неизменной на протяжении многих десятков лет. Как это может выглядеть, наглядно пояснила Кэрол Грейдер, которая обнаружила теломеразу в 1984 году. Она сравнила хромосому со шнурком для ботинок, а теломеры — с наконечниками этого шнурка. Пока наконечники целы, сам шнурок не лохматится, не укорачивается…

Элизабет Блэкберн и Кэрол Грейдер у бюста Пауля Эрлиха.

Джек Шостак принимает поздравления.

Изучением теломер, их ролью в процессе старения клеток и соответственно всего организма биологи активно занимаются еще с середины прошлого века. Список ученых, занимавшихся этими работами, очень велик. Однако вначале по праву следовало бы назвать российского ученого, биохимика-теоретика, кандидата биологических наук Алексея Оловникова, который теоретически предсказал все, что потом подтвердили лауреаты нынешней премии.

Теломеры были обнаружены в 50-х годах прошлого века. Однако лишь спустя 30 лет Элизабет Блэкберн и ее аспирантка Кэрол Грейдер в сотрудничестве с Джеком Шостаком доказали, что строение теломеры одинаково для всех живых существ, от амебы до человека.

Вышло это так. Изучая наследственный материал пресноводной инфузории, Элизабет Блэкберн обнаружила на концах хромосом одну и ту же последовательность из шести нуклеотидных оснований. Но для чего она нужна, понять не смогла. Помог случай.

В 1980 году на одной из научных конференций Блэкберн познакомилась с Шостаком, который проводил эксперименты с линейными молекулами ДНК — своего рода мини-хромосомами, — и обнаружил, что они быстро деградируют, если их пересадить в клетки дрожжей. Ознакомившись с работами друг друга, коллеги договорились провести серию совместных опытов.

Последовательность из шести нуклеотидных оснований была присоединена к мини-хромосомам, которые тут же увеличили продолжительность своей жизни. Так стало очевидным, что нуклеотидные основания, впоследствии названные теломерами, и служат своего рода защитниками хромосом. Причем исследователи поняли, что эти механизмы носят универсальный характер, когда обнаружили, что теломеры, взятые у ресничной инфузории, прекрасно работают в дрожжевых бактериях.

Аспирантка Кэрол Грейдер в 1974 году обнаружила и фермент, который контролировал синтез теломер. Он получил название «теломераза». При каждом делении клетки теломеры все же слегка укорачиваются. Этот феномен принято называть концевой недорепликацией, и механизм этого явления до конца не понятен. Пока известно лишь, что, как только теломера укорачивается до предела, дальнейшее деление самой клетки становится невозможным, и она погибает. Поэтому длина теломер может служить индикатором возраста организма.

Впрочем, иногда в организме возникают и бессмертные клетки, копирование которых идет с завидной четкостью. К сожалению, это раковые клетки, которые заставляют организм перерождаться и тем самым тоже приводят его к гибели.

Если удастся разобраться, в чем разница работы теломеразы в обычной и раковой клетке, возможно, мы сможем не только лечить онкологические заболевания, но и откроем путь если не к бессмертию, то к значительному увеличению продолжительности жизни любого организма.

Таким образом, дело о теломерах вовсе не закрыто. Нас еще ждут открытия, на основании которых медики выработают новые рекомендации для своих пациентов. Но некоторые выводы можно сделать уже сейчас. Исследования показали, что люди, которые регулярно занимаются спортом, биологически моложе своих малоподвижных ровесников, говорится в статье лауреатов, опубликованной в журнале Archives of Internal Medicine. У испытуемых, которые двигались мало, теломеры были значительно короче, чем у тех, кто предпочитает больше двигаться.

Так что теперь у врачей, которые убеждают нас больше двигаться, появился еще один серьезный аргумент — доводы лауреатов Нобелевской премии.

С. ЗИГУНЕНКО

P.S. Пока статья готовилась к печати, пришло радостное сообщение. Оргкомитет Демидовских премий решил восстановить справедливость и присудил свою награду Алексею Оловникову за большой вклад в изучение теломер.

ТРАВА ТОЖЕ ДУМАЕТ? Мир растений продолжает преподносить сюрпризы ботаникам. Недавно они обнаружили в джунглях Эквадора вид травы, которая умеет притворяться больной: спасаясь от насекомых и зверей, растения покрываются белыми пятнами. Но как растение узнает, когда именно ему надо «заболеть»?

По мнению профессора из Университета Калифорнии Ричарда Кербена, эту новость им приносит своеобразный химический «телеграф». Оказывается, стоит насекомым-вредителям напасть на один из кустиков растения, как оно тут же начинает выделять в воздух особое химическое соединение, разносимое ветром и воспринимаемое другими растениями как сигнал бедствия. Получив его, остальные растения тут же начинают симулировать болезнь, надеясь, что вредители обойдут их стороной.

Сейчас ученый пытается идентифицировать химические вещества, при помощи которых происходит передача информации. Тогда можно будет вместо обычных ядохимикатов использовать некие пахучие репелленты, которые будут менее вредны для экологии.

К сказанному остается добавить, что первым обратил внимание на интеллект растений вовсе не ученый, а известный наш писатель Владимир Солоухин. В 70-е годы прошлого века он написал книгу «Трава», в которой отметил, что растениям присущи зачатки разума.