Клеточные инструкции

Лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине стали американские молекулярные биологи Виктор Амброс и Гэри Рувкун. Их наградили за открытие «фундаментального принципа, регулирующего активность генов». В 1993 году они выпустили ряд совместных научных статей, где описали новый вид молекул РНК — микроРНК. Их можно назвать инструкцией для клеток, указывающей, какой именно набор генов следует активизировать. Это фундаментальное исследование поможет диагностике целого ряда заболеваний, уверены эксперты. Однако человечество еще не научилось эффективно применять данное открытие на практике.

Выйти из полноэкранного режима

Развернуть на весь экран

Нобелевская премия по физиологии и медицине присуждена в понедельник 70-летнему профессору медицинской школы Массачусетского университета Виктору Амбросу и его соавтору, 72-летнему профессору медицинской школы Гарвардского университета Гэри Рувкуну. В 1993 году они опубликовали в научном журнале Cell цикл статей, где описали новый вид молекул РНК — микроРНК — и их роль в регуляции генов.

Информацию, хранящуюся в хромосомах, можно сравнить с инструкцией для всех клеток организма. Каждая клетка содержит одни и те же хромосомы, а значит — одинаковый набор генов-инструкций. Тем не менее разные типы клеток — например, мышечные и нервные — имеют очень разные характеристики. За эти различия отвечает процесс, называемый регуляцией генов. «Он позволяет каждой клетке выбрать нужные инструкции и гарантирует, что активным будет правильный набор генов»,— поясняет комитет.

Чтобы понять, как именно происходит процесс регуляции генов, нобелевские лауреаты с конца 1980-х годов изучали крошечных червей C.еlegans.

Эти существа, несмотря на свои размеры (около 1 мм) и примитивность, демонстрируют впечатляющее многообразие различных типов клеток. Виктор Амброс и Гэри Рувкун пытались выяснить, какие именно гены контролируют время активации различных программ — и что гарантирует развитие различных типов клеток в нужное время. Им удалось обнаружить новый класс молекул — микроРНК. Сначала научное сообщество скептически отнеслось к открытию ученых, поскольку не было убедительных доказательств того, что этот механизм присущ и другим живым существам помимо C.elegans. Но уже в 2000 году ученые нашли микроРНК, которая встречается во всем животном мире, и доказали ее роль в управлении генетическими программами. С тех пор было открыто более сотни таких микроРНК — сейчас известно, что в геноме человека их более тысячи. «Сегодня мы знаем, что регуляция генов с помощью микроРНК универсальна для многоклеточных организмов»,— заключают в Нобелевском комитете.

Руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков отмечает, что для этого фундаментального открытия еще не найдено успешного практического применения. «В 2006 году Нобелевка по медицине была присуждена за открытие РНК-интерференции — эффекта гашения активности определенных генов. Это напрямую связано с исследованиями сегодняшних лауреатов»,— указывает господин Волчков. По его словам, фармакологические компании пытаются создать лекарственные препараты на основе интерферирующих технологий, но пока безуспешно. Так же обстоят дела и с применением микроРНК: «Мы пока не можем просчитать системное влияние работы с ними на живые организмы, но это не значит, что открытие плохое — это значит, что еще не настало его время».

«Многие состояния организма можно регистрировать через концентрации определенных микроРНК в клетках,— отмечает научный руководитель Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН Валентин Власов.— Это важно для диагностики, в первую очередь опухолевых заболеваний. А с другой стороны, они все шире начинают использоваться для воздействия на гены». По его словам, ученые сейчас пытаются разработать технологию, которая «выключает» определенные микроРНК, приводящие к развитию мутаций и патологий.

Вручение Нобелевской премии пройдет 10 декабря в Стокгольме: лауреаты разделят 11 млн шведских крон (чуть меньше $1,1 млн). Напомним, что в 2023 году награда по физиологии и медицине досталась американскому биохимику Дрю Вайсману и венгерской ученой Каталин Карико за исследования в области вакцин нового поколения — на их основе Pfizer и Moderna разработали вакцины против COVID-19.

Полина Ячменникова