Евгений Романцев - Закономерные чудеса

Если генов много, найти среди них вызвавший раковое перерождение, конечно, трудно. Но оказалось, что среди вирусов есть и такие, которые содержат всего 5-10 генов. Например, вирус, вызывающий полному мышей. Здесь отыскать виновника заболевания, конечно, легче. Теперь перед исследователем открывается заманчивая перспектива: изучить все этапы размножения этого вируса, понять функцию каждого гена и исследовать биохимические процессы, которые ответственны за перерождение здоровой клетки в раковую. Тогда можно будет уяснить, почему безудержно делятся раковые клетки, иными словами — почему они непрерывно синтезируют ДНК, в то время когда здоровые клетки этого не делают. По мнению Д. Уотсона, это реальный и перспективный подход к проблеме лечения рака.

Можно ли увеличить биологические пределы человеческой жизни? Может ли осуществиться мечта человека жить 100 и даже 150 лет активной жизнью? Эти вопросы давно волнуют человечество.

Ответы на них ищет геронтология — наука о долголетии. Само название этой области естествознания раскрывает ее сущность. Оно составлено из двух греческих слов: геронтос — "старость" и логос — "учение". Первая в мире научная конференция по проблемам геронтологии была проведена в Советском Союзе в 1938 году. Она называлась кратко и выразительно: "Старость". Ее организатором был выдающийся ученый, основатель школы советских геронтологов академик А. Богомолец. Сравнительно недавно, в июле 1972 года, в Киеве состоялся IX Международный конгресс геронтологов. Он подвел итоги развития этой науки.

На конгрессе кто-то из ученых подсчитал, что существует около 200 гипотез старения организма. Когда много гипотез, это всегда свидетельствует о недостаточности наших знаний. Но множественность гипотез также говорит о больших усилиях, которые предпринимаются учеными во многих лабораториях. Действительно, почему стареет все живое? Старость — это закономерность или случайность?

— Профессор, что такое старость? — спросили недавно Ф. Антонини, директора Института геронтологии при Флорентийском университете в Италии.

— Если в двух словах, — сказал ученый, — то отвечу: не знаю.

Это, конечно, горькая шутка, потому что потом Ф. Антонини уже развивал свою собственную гипотезу старения организма.

Пожалуй, наиболее перспективны гипотезы, которые пытаются найти "единый механизм старения". Согласно одной из них старость запрограммирована в генетическом аппарате клетки, в самих молекулах ДНК. Возрастные изменения в генетическом материале могут проявляться, например, в изменении первичной, вторичной и третичной структур ДНК, РНК, белков ядра клетки, ферментов, "обслуживающих" генетический аппарат, и гормонов, связанных с его деятельностью.

Близко к этой гипотезе примыкает представление о старости, как процессе накопления "ошибок". При этом в молекулах ДНК в силу разных обстоятельств, например после вирусного заболевания организма, накапливаются "ошибки". В результате этого ДНК с "ошибками", как испорченная матрица в типографии, начинает печатать искаженный текст. Таким "текстом" может оказаться синтезируемый белок.

В молодом организме есть ферментные системы восстановления, которые исправляют "ошибки" в ДНК. Гипотеза предполагает, что с возрастом способность к восстановлению повреждений в молекуле ДНК утрачивается. Некоторые исследователи связывают процессы старения с накоплением "ошибок" не в любом участке молекулы — ДНК, а только в генах-регуляторах, иными словами, участках ДНК, которые ответственны за "включение" или "выключение" из работы других генов. В какой-то мере ген-регулятор напоминает кнопку на пульте управления, с помощью которой включают и выключают другие механизмы.

Увы, эликсир вечной молодости еще не найден, но механизм действия заведенных "биологических часов", безусловно, связан с генетическим аппаратом клетки. В ближайшие годы усилия геронтологов, биохимиков будут направлены на поиски "печати возраста" в молекуле ДНК: иными словами, конкретных химических изменений в "стареющей" молекуле. Не исключено, что найдут и "ген старости". В обоих случаях появится обнадеживающая перспектива направленно влиять на них, говоря житейским языком, их реставрировать и в конечном итоге значительно продлевать активную деятельность человека.

А теперь несколько слов о пересадке генов.

Существует в природе сахар, который называется молочным. В его состав входит галактоза. Чтобы организм человека или, например, бактерии был способен перерабатывать галактозу, необходим фермент. Существуют в природе и бактерии, которые носят название кишечной палочки. Среди них есть такие, которые содержат фермент, перерабатывающий галактозу, и такие, ?которые его не содержат.

Можно заразить оба штамма кишечной палочки вирусом. Вирус проникнет в бактерии и начнет в них размножаться. Его новые поколения в своем наследственном материале, или, иными словами, в молекулах ДНК, будут содержать наследственный материал кишечной палочки. Те бактерии, которые не имели фермента, перерабатывающего галактозу, информации вирусу не передадут. А те, у которых фермент есть, передадут. Это первая часть повествования о пересадке генов.

Вторая часть — рассказ о тяжелой наследственной болезни человека. Она называется галактоземией — заболеванием, при котором человеческий организм потерял способность перерабатывать галактозу. В этом случае галактоза — безвреднейший продукт — становится ядом для человека. Чтобы бороться с заболеванием, человека держат на искусственной диете, исключая из пищи галактозу. Что и говорить, такой способ лечения далек от совершенства.

И наконец, завершающая часть повествования. Ученые взяли у больного соединительную ткань, а точнее говоря, клетки зтдй ткани — фибробласты. Они имеют одну характерную особенность — могут расти вне человеческого организма. Итак, ученые работали с культурой ткани, которая способна жить и размножаться на лабораторном столе. Эти фибробласты, которые "не умели" перерабатывать галактозу, экспериментаторы заразили вирусом, содержащим ген, способный нарабатывать соответствующий фермент. Ген вирус, в свою очередь, получил "в наследство" от кишечной палочки.

И совершилось маленькое чудо. Фибробласты приобрели новое свойство. Они стали способны перерабатывать углевод галактозу. А это значит, что в них появился фермент, за наработку которого был ответствен совершенно определенный ген. Иными словами, сначала ген перенесли из бактерий в вирус, а из вируса в ДНК человеческой клетки!