Можно ли заработать миллион долларов на разведении червяков? Запросто. Это на практике доказали трое ученых, которые потратили годы жизни на исследования фундаментальных процессов, лежащих в основе формирования многоклеточных организмов, каковыми являемся и мы с вами. В понедельник Нобелевский комитет принял решение вручить премию в области физиологии и медицины (тот самый миллион долларов) трем ученым: двум британцам и одному американцу.
В чем же заключается открытие, которое поставило Сидни Бреннера (Sydney Brenner), Джона Салстона (John E. Sulston) и Роберта Хорвица (H. Robert Horvitz) в один ряд с величайшими умами человечества? Вообще, уместнее говорить о целом ряде исследований, которые начались еще в начале 60-х Бреннером и получили логическое продолжение в трудах двух других исследователей. А все началось с того, что Сидни Бреннер решил, что на изучении одноклеточных
организмах далеко не продвинешься, а высшие животные устроены слишком сложно.
Он предложил совершенно новую модель для исследований процессов, которые ведут к развитию многоклеточного организма из единственной клетки. Для исследований был взят червь с латинским названием Caenorhabditis elegans, относящийся к классу круглых червей, или нематод, в котором в зрелом состоянии всего 959 соматических клеток. Размером он не превышает миллиметра, а тело его прозрачно, что делает удобным непосредственное изучение процессов размножения клеток под микроскопом. Этот червь стал, пожалуй, одним из важнейших объектов изучения генетиков, уступая пальму первенства, разве что истинному бойцу генетического фронта - мушке-дрозофиле.
Сэр Джон Салстон, который разделял интерес Бреннера к круглым червям, продолжил эксперименты, в которых отслеживал развитие клеток Caenorhabditis elegans до момента формирования зрелого организма. Еще в 1976 году он опубликовал статью, в которой подробно разобрал схемы постепенной дифференцировки,
или специализации, клеток при развитии нервной системы червя. Он установил, что развитие клеток, закономерности процесса их деления и гибели, не имеют вариаций, то есть клетки у каждого червя проходят в точности одни и те же процессы.
Открытие заложило понятие о программируемой клеточной смерти - апоптозе. Это явление имеет огромное значение для правильного развития любого организма, в том числе человека. Таким образом, например, за счет гибели строго определенных клеток формируются пространства между пальцами или на определенном этапе внутриутробного развития происходит гибель избытка нервных клеток. Было установлено, в частности, что за цикл развития любого червя Caenorhabditis elegans, появляется ровно 1090 клеток, из которых ровно 131 гибнет. Именно процессы программируемой гибели клеток отвечают в данном случае за правильное его развитие.
Исследования Салстона позволили также идентифицировать первый ген, принимающий участие в процессе апоптоза. Он получил название nuc-1. Выяснилось, что он необходим для разрушения ДНК в гибнущих клетках. Американец Роберт Хорвиц, который продолжил изучать генетические механизмы, лежащие в основе программируемой гибели клеток, начиная с середины 70-х, выявил еще два "истинных" гена апоптоза ced-3 и ced-4, а также ген ce
d-9, который защищает клетку от программируемой гибели. Его эксперименты также подтвердили предположение о том, что подобные гены (в частности, аналог ced-3) имеется и у человека.
Открытия, сделанные лауреатами Нобелевской премии в области медицины этого года, без сомнения имеют огромное значение не только для фундаментальной науки. Именно нарушению процессов программируемой гибели клеток сегодня придается большое значение в исследовании причин и механизмов самых различных заболеваний. Известно, что избыточная гибель клеток в процессе апоптоза наблюдается при инфаркте, инсульте, нейродегенеративных заболеваниях и СПИДе. Другие состояния, например, аутоиммунные болезни и опухоли могут характеризоваться угнетением процессов апоптоза тех клеток, которые должны
в норме погибать. Многие перспективные направления в создании лекарств от рака сейчас связаны именно со стимуляцией апоптоза.
Что же может помочь оценить грандиозность этого открытия? Ну, может, сравнение с открытием, за которое в этом году была дана альтернативная Нобелевская премия, присуждаемая за самое странное и невероятное исследование. Крис Макманус провел сравнительное исследование изображения мошонки на мужских статуях древности и их реальных прототипов у современных мужчин. Оказалось, что классический постулат об относительном размере яичек не соответствует действительности. Как видим, разных ученых беспокоят совершенно разные научные проблемы.
