Журнал Наука и жизнь, 2000 № 01

Какой же белок в таком случае завершает синтез? Теперь его поисками занялись уже российские ученые. И вот в 1994 году (как раз в то время, когда Рид Викнер выдвинул гипотезу о прионоподобных свойствах Sup35) наши исследователи опубликовали в журнале «Nature» структуру такого белка. Его назвали eRF1. Этот белок оказался весьма консервативным по структуре: у человека, лягушки и дрожжей его аминокислотная последовательность очень похожа (дрожжевой белок имеет свое имя — Sup45). Как только это выяснилось, стало очевидно, что другой дрожжевой белок, о котором уже шла речь, — Sup35 (дрожжевой прион) тоже может быть вовлечен в завершение синтеза полипептидной цепи. Действительно, годом позже (в 1995 году) группы Киселева и Инге-Вечтомова совместно с группой М. Филиппа из Реннского университета (Франция) открыли новую группу белков, получивших название eRF3. Среди них был и белок Sup35. Стало ясно, что Sup35 — один из двух белков, определяющих окончание белкового синтеза у клеточных организмов. Чуть позже группа Киселева доказала, что белки eRF3/Sup35 обладают ферментативной активностью: расщепляют одно из ключевых соединений клетки — гуазинтрифосфат (ГТФ). Открытие ферментативной активности дрожжевого приона Sup35 имеет большое значение, так как позволяет использовать биохимические методы для анализа прионных превращений, что ранее было невозможно.

Итак, на примере дрожжевого белка открыт новый принцип наследственной передачи признаков. «Белковая наследственность» — так назвали ученые свойство прионоподобных белков передавать информацию о своей пространственной форме без участия ДНК. Насколько широко распространено это явление? Прионоподобные белки уже обнаружены у некоторых грибов, возможно, в скором времени они будут найдены и у других организмов. Исследования на эту тему ведутся сейчас очень интенсивно. Пока даже сами ученые остерегаются делать прогнозы.

«Важно, что здесь мы имеем дело с передачей информации иного типа по сравнению с той, что передается через гены, а именно с передачей структурной, трехмерной информации, — говорит М. Д. Тер-Аванесян. — Это совершенно новый принцип, и это чрезвычайно важно для науки». Есть теория, что прионоподобные белки участвуют в формировании долговременной памяти человека. Если это действительно так, то белковая наследственность, возможно, связана с важнейшей функцией мозга.

Разумеется, открытие белковой наследственности ни в коей мере не означает пересмотра теории передачи наследственной информации через нуклеиновые кислоты. Это — дополнение к ней, новая глава классической генетики. Однако не исключено, что многие явления будут переосмыслены. Наука «прошла мимо» прионоподобных белков. Ученые не исключают, что таких белков много, и в таком случае белковый механизм наследственности может иметь немаловажное значение в жизни многих организмов.

Структура «нормального» (слева) и «аномального» (справа) прионного белка.

Возможно, белковая наследственность играла значительную роль и в биологической эволюции, по крайней мере в эволюции одноклеточных организмов, размножающихся путем деления. Ведь благодаря постоянному делению в популяции в результате механизма прионной наследственности может возобладать одна из форм прионоподобного белка. Пока неясно функциональное назначение той или иной формы, но в природе нет ничего лишнего — следовательно, этот механизм для чего-то нужен. В случае дрожжей он, вероятно, служит целям адаптации.

Для медицины открытие белковой наследственности означает перспективу лечения болезней, вызываемых прионными и прионоподобными белками. Что касается собственно прионных заболеваний, то они мало распространены среди людей (приблизительно один случай на миллион в год). Но у животных они нередки, а в связи с их инфекционностью опасность заражения человека очень велика — именно это обусловило ажиотаж вокруг эпидемии коровьего бешенства в Англии. Кроме того, есть еще ряд заболеваний — гораздо более распространенных, — которые также связаны с белками, способными образовывать агрегаты. Например, болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона, болезнь Хангтингтона. Возможно, они также передаются с помощью механизма белковой наследственности. Уже открыт способ «лечения» дрожжей от прионных заболеваний, а значит, появилась модель создания лекарств для человека.

В 1997 году группа Тер-Аванесяна (Москва) нашла убедительное доказательство того, что информация о пространственной форме передается от белка к белку напрямую. Опыт ставился в среде без ДНК — основного носителя наследственности. Итак, к белку Sup35 (на рисунке — первая пробирка) добавляли некоторое количество того же белка, но находящегося в «аномальной» форме. Через 3 часа весь белок становился «аномальным». Часть этого белка снова добавляли к «нормальному», и картина повторялась. Опыт давал один и тот же результат много раз подряд.

Несколько лет назад тир охватила паника. Англия стала первой страной, где объявилась новая смертельная болезнь коров — коровье бешенство. Через зараженное мясо болезнь передавалась и человеку.

Американский биохимик Стэнли Прузинеробнаружил не известный ранее тип белковой инфекции — так называемую прионную, за что был удостоен в 1997 году Нобелевской премии.

На микроскопических снимках — прионные белки, возбудители коровьего бешенства.

ИЗ ИСТОРИИ РАЗРАБОТКИ КИМБЕРЛИТОВЫХ ТРУБОК В АРХАНГЕЛЬСКОЙ ОБЛАСТИ

Кандидат технических наук А. ОСАДЧИЙ.

Алмазы… Казалось бы, что эти сверкающие драгоценные камни, вокруг которых сложилось множество легенд, можно найти и добывать лишь в самых экзотических и малодоступных районах Земли (в Южной Африке, Индии, Якутии). А тут вдруг — рядом, в Архангельской области. Первые скупые сведения об открытии месторождений алмазов под Архангельском появились в печати в 1985 году. И вот новая сенсация: в апреле 1999 года газеты сообщили, что идет подготовка к освоению одного из крупнейших архангельских месторождений — Ломоносовского.

Надо сказать, что поиск алмазных месторождений начался здесь давно. Уже в середине 80-х годов близ Архангельска работало несколько геологоразведочных экспедиций из разных городов страны. Будучи специалистом в области геофизических исследований скважин, я несколько раз выезжал туда для проведения специальных измерений и многое видел своими глазами. Поэтому хотелось бы подробнее рассказать об особой «экзотике» этой северной территории, о чисто российских трудностях, которые мешают начать разработки по крайней мере уже десяток лет.