Журнал «Юный техник» - Юный техник, 2006 № 01

Вообще-то, протеины известны уже около 200 лет, их название происходит от греческого proteios — «первоначальный».

В русском языке протеины не случайно очень часто называют белками. Самый известный белок — яичный альбумин. Именно он белеет на горячей сковороде, когда вы жарите яичницу.

И вот «от яйца» ученые пришли к созданию целой науки — протеомики. Объем информации, который теперь им предстоит обработать, не имеет аналогов в истории. Ведь протеинов в человеческом теле в несколько раз больше, чем генов.

Первое предложение создать белковый атлас человека прозвучало еще в 1982 году. Оно исходило от известного американского биолога Лейфа Андерсона. Но тогда проект не получил развития из-за отсутствия финансирования — все средства были пущены на расшифровку генома. Многие полагали, что и этого будет достаточно для прочтения «Книги жизни».

Теперь же, когда выяснилось, что расшифровка генома мало что дала, протеомика обрела второе дыхание.

В 2001 году международный консорциум ученых, политиков и бизнесменов создал организацию HUPO ( Human Proteom Organization ). В ее задачи входит изучение человеческих белков, что позволит со временем, будем надеяться, «нарисовать» белковый атлас человека.

Проект HUPO еще только складывается и, в отличие от предыдущего — HUGO ( Human Genome Organization ), не имеет четко обозначенных сроков: слишком уж велика и сложна поставленная задача. Так, профессор Вернер Шнайдер-Мергенер, один из участников этого международного проекта, полагает, что в человеческом организме существуют сотни тысяч различных протеинов, которые выполняют назначенные им природой функции, взаимодействуя между собой в различных комбинациях.

Подсчеты других исследователей таковы. Каждый из 30–35 тысяч генов человеческого генома кодирует не менее десятка протеинов, полагают они. Таким образом, в нашем организме взаимодействуют не менее 300 000 протеинов. И далее в тельце крошечной мушки дрозофилы их может действовать не менее 100 000… (Согласитесь, по количеству белков в клетке человек все же заметно превосходит муху.)

К счастью для ученых, все эти соединения никогда не присутствуют в одной клетке одновременно. Напротив, набор белков в печени, например, весьма отличается от набора белков в клетке почки или в нервной клетке. Таким образом, белковая «фраза» в одном органе должна значительно отличаться от «фразы» в другом. И это должно облегчить расшифровку языка протеинов. Но все равно, повторим еще раз, изучение протеома — задача несравненно более сложная, чем анализ генома. Зато ее решение и сулит гораздо большую практическую пользу. Уже очевидно, что крупные открытия в области протеомики ожидают ученых в самое ближайшее время.

Скажем, создание полной базы данных по протеинам позволит совершить революционный прорыв в создании новых лекарственных препаратов. Именно это заставило сменить ориентиры и компанию «Селера дженомикс» — одного из лидеров в расшифровке генома. Вице-президент компании Самуэль Броудер сказал, что только знание всех тонкостей взаимодействия протеинов позволит создать по-настоящему эффективные препараты нового поколения. «Конечно, при этом мы будем активно привлекать данные, полученные при расшифровке генома человека», — подчеркнул вице-президент.

Тем не менее, никто уже не полагает, что составлением белкового атласа все и закончится. Скорее всего, это будет лишь означать, что, осилив азбуку и прочтя первые фразы из букваря, ученые по-настоящему только приступят к прочтению самой «Книги жизни».

С. НИКОЛАЕВ

ШИФР СЛОЖНЕЕ ШИФРА

Многие ученые сегодня пока сомневаются в возможности создания полной карты протеома человека — уж слишком грандиозна задача. Но вспомните, многие не верили и в возможность расшифровки генома человека.

На сей раз, правда, быстрых успехов никто не ждет. Если на расшифровку генома человека ушло 10 лет, хотя применялась в сущности одна-единственная технология — секвенирование, то есть разбивка генома на отрезки, то для изучения всего множества протеинов потребуются куда более сложные технологии и методики. И такая работа может продлиться, по крайней мере, лет 20–25.

Впрочем, некоторые подходы к ней просматриваются уже сегодня. Исследователи делят протеины на пептиды — фрагменты белков, удобные для анализа, — и впрыскивают в камеру масс-спектрометра. Таким путем определяется аминокислотный состав белков. А, выявив последовательность аминокислот, уже можно более-менее точно соотнести их с геномом и высказать предположение, какими генами те или иные белки кодируются.

Попятно, что это лишь весьма упрощенное описание методики. Кроме того, последовательность чередования аминокислот в пептидных цепях определяет лишь так называемую первичную структуру белка. Между тем ничуть не менее важную роль играют вторичная и третичная структуры, описывающие пространственную форму белковой молекулы.

Но и это еще далеко не все. Помимо аминокислотного состава и пространственной структуры белка ученым важно знать, когда он синтезируется, где и при каких условиях активен, насколько он активен и как взаимодействует с другими белками.

ЕСТЬ ПРОРОКИ И В НАШЕМ ОТЕЧЕСТВЕ…

Приятно отметить, что, несмотря на бедственное положение отечественной науки, нашли, что сказать по поводу протеомики, и российские исследователи. Так, по мнению члена-корреспондента РАН, заведующего лабораторией в Институте молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта Сергея Николаевича Кочеткова, создать каталог белков — задача хотя и сложная, но вполне осуществимая. Причем расшифровка уже первых протеомов показала, что белковая карта ни в одну книгу не поместится — только в компьютерную память, да и то не во всякую.

Действует она как электронный каталог — выдает весь набор связей белка с белками-соседями. Зная же его связи, медики получат возможность точнее диагностировать те или иные болезни, а фармакологи — создать новое поколение лекарств точного действия. Вполне возможно, что в будущем протеомика сможет, например, дать новые средства для борьбы со СПИДом.

В. ЧЕРНОВ

Призыв кота Леопольда из известного мультфильма достоин самого серьезного внимания. Нобелевская премия по экономике в 2005 году вручена двум американским ученым — Томасу Шеллингуи Роберту Ауманнуза достижения в области «теории игр», разработавших целую науку, как избегать конфликтов и жить в мире.

Один из главных трудов Томаса Шеллинга — «Стратегия конфликта» — опубликован 45 лет назад. Ученый придумал множество разных способов разрешения конфликтов. «Если задуматься, каждый из нас постоянно находится в состоянии конкуренции с другими, — пишет Шеллинг. — И чтобы добиться своего, нужно уметь находить компромиссы»…