Знание - сила, 2004 № 05 (923)

Вблизи японского города Ибусуки во многих прибрежных местах журчат горячие источники. Конечно, в них можно искупаться, но есть и другой, более привлекательный и полезный вариант — закапываться по шею в песок, причем добровольно, а не так, как закапывали Саида в фильме «Белое солнце пустыни». Недаром уже 300 лет японцы приезжают сюда, чтобы получить тепловую энергию из-под земли. Температура песка около пятидесяти градусов. Если бы зто была вода, кто бы выдержал такую температуру! Но здесь это не проблема: воздух, заполняющий промежутки в песке, — хороший изолятор.

Вырывают яму глубиной в десять сантиметров и длиной в рост человека. В «ванну» ложатся лицом вверх, а служитель покрывает все тело, конечно, без головы. Сначала песок жжет спину, а затем появляется такое впечатление, будто кровь хлынула по венам от корней до кончиков пальцев. Эта «песчаная ванна» действительно улучшает циркуляцию крови, что облегчает невралгию, ревматизм, боли в пояснице и прочие недуги. Через десять минут вы будете чувствовать себя, словно с плеч свалился тяжкий груз.

В греческой столице у подножия Акрополиса найдена древняя пещера. Археологи считают, что нетронутая древняя пещера в самом старом районе Афин — Ппака — позволит обнаружить новые образцы истории эллинской культуры Древней Греции. За время строительства афинского метро это уже не первая археологическая находка. Большая часть их экспонируется на построенных станциях метрополитена.

Александр Волков

Миллион... Миллион?

Миллион протеинов!

Структура приона мыши: подобные дефектные белки вызывают такие заболевания, как «коровье бешенства» или болезнь Кройцфельдта - Якоба

Живая жизнь — это чудо! Как она исследуется? Важнейшими направлениями молекулярной биологии в начале XXI века становятся «реномика» и «протеомика». Исследованию «регулирующих» РНК-молекул посвящена публикация Рафаила Нудельмана в мартовском номере «Знание — сила». Тема этой статьи — роль белковых молекул в организме человека.

В одном из ближайших номеров нашего журнала разговор о новых открытиях биологов продолжится.

Что наши гены? Они — лишь «схема», по которой изготовлена подлинная загадка природы: протеины, то есть белки. В процессах, протекающих в организме, участвует множество белковых молекул. Однако исследование белков — задача куда более сложная, чем расшифровка генома.

«Забудем про геном» — было сказано недавно на одной из научных конференций. А ведь, в самом деле, расшифровка человеческого генома была «детской игрой» по сравнению с новым проектом биологов: они хотят описать все белки, содержащиеся в организме человека, и понять, как те функционируют, как взаимодействуют друг с другом (см. «Знание — сила», 2002, № 2).

Еще недавно расшифровка генома преподносилась СМИ как вершинное достижение биологии. Однако само по себе знание последовательности генов не дает представления о том, как функционирует организм (см. анализ этого открытия в «ЗС», 2000, № 7 и 10). Более того, знание генома не позволяет нам ничего сказать о том, чем живет клетка — любая клетка человеческого организма.

Сами по себе гены — лишь инструкция по сборке белковых молекул. Тех молекул, из которых, как из кирпичиков, сложены любые наши клетки. Тех молекул, что преобразуют усвоенные организмом компоненты пищи в энергию. Тех молекул, чьим радением организм растет и старится. Тех молекул, из-за дефицита или избытка которых мы болеем.

А ведь мы даже не знаем, как клетки человека используют те или иные белки, когда они их используют и что может произойти, если нужный белок отсутствует. Нам будто подарили набор замечательных инструментов — они красиво разложены, посверкивают хромом и мельхиором, а для чего ими пользоваться, как применять?.. Кто бы подсказал!

Мало составить простую опись человеческих генов, надо знать, какими белками распоряжается каждый ген. Пока у нас есть пулы с множеством кнопочек. Теперь надо выяснить, что включает или переключает каждая кнопка.

Лишь «функциональное исследование генома», то есть составление атласа протеинов, их опись, позволит понять, какую же роль они играют в человеческой клетке. Вслед за расшифровкой генома необходима расшифровка протеома. Иначе этот «пульт» так и останется игрушкой в наших руках.

Термин «протеом» предложил в 1994 году австралийский исследователь Марк Уилкинс. Под ним подразумевают полный комплект протеинов, имеющихся в организме, — совокупность белковых молекул, вырабатываемых им. Эти молекулы управляют всеми обменными процессами, протекающими в организме, идет ли речь о пищеварении, выработке гормонов или электрическом возбуждении нервных клеток. Любые молекулярно-биологические процессы, происходящие в организме, отражаются в протеоме.

Исследование протеома — крупный международный научный проект. В 2001 году для работы над ним была создана международная Организация протеома человека (Human Proteome Organization / HUPO). Особое внимание участников проекта вызывают белковые молекулы крови, печени и головного мозга.

В эти исследования включается и большой бизнес — прежде всего, крупные фармацевтические компании. Создаются многочисленные фирмы, занятые изучением человеческих белков. Их руководители спешат выступить с громкими заявлениями. Так, американская фирма «Myriad Proteomics» уже объявила, что до конца нынешнего 2004 года завершит анализ всего протеома человека.

Из двадцати аминокислот составлены миллионы различных протеинов. Слева: трипсин - один из важнейших пищеварительных ферментов. Справа: коллаген - основной строительный элемент нашего тела

Независимые эксперты относятся к таким заявлениям скептически. Тому есть ряд причин.

* Протеом — величина не постоянная. Это геном был «книгой, содержавшей около трех миллиардов букв». И все: буквы стояли на своих — отведенных им природой — местах. Здесь же — в протеоме — все непрестанно меняется. Если и сравнивать протеом с книгой, то с книгой, которая пишется у вас на глазах. Попробуйте подсчитать в ней количество знаков! Автор то дописывает что-то, то хлестко черкает.

Или другое сравнение: анализ протеома сродни фотографическому процессу. Щелкая кнопкой фотоаппарата, мы пытаемся запечатлеть жизнь, а удерживаем лишь отдельные мгновения. Вспышка, кадр, фигуры застыли и пересчитаны, а поднимите глаза от карточки — мир неузнаваемо изменился. Одни персонажи ушли с глаз долой; другие, незнакомые, появились, и лишь фон действия — остовы зданий — остался тот же, как никуда не исчез и остов человеческого организма — фон, на котором мы наблюдаем стремительную активность белков.

Почти в каждой клетке число белковых молекул все время меняется. Синтезируются новые молекулы и распадаются существовавшие. Состав белков зависит от пола и возраста человека, от его кулинарных пристрастий, от времени суток и многих других причин. В клетках различных органов тела свой состав белков: в головном мозге он один, в поджелудочной железе — другой, в дельтовидной мышце — третий. Протеом раковой клетки разительно отличается от протеома здоровой клетки.

Это геном был один на всех, как статья «Человек» в энциклопедии относится сразу ко всем людям. Протеомы же, они совершенно индивидуальные — особые для каждого человека, для любой части тела. Вот и судите, легко ли составить такую опись? Выполним ли этот проект? Титаническая задача! Все равно, что пересчитывать брызги пены в мчащейся реке.