Знание-сила, 1999 № 04

Ученые Германской метеорологической службы, исследовав спутниковые данные, пришли к выводу, что облака от инверсионных (конденсационных) следов самолетов покрывают за год в среднем один процент неба над Европой и два процента неба над США. Есть признаки того, что эти следы в определенной мере увеличивают облачность, а она влияет на глобальный климатический баланс, поскольку, с одной стороны, отражает тепловое излучение Земли, а с другой – не пропускает лучи Солнца. Компьютерные модели Германской службы авиакосмических полетов показывают, что из-за интенсификации авиасообщений число инверсионных следов может возрасти на десять процентов, что приведет к серьезным изменениям в климате.

Многие столетия ученые пытались понять причину старения и остановить этот процесс. Эксперименты ученых многих стран привели к неожиданному открытию, которое изменило восприятие процесса старения: возрастные изменения в организме контролирует структура размером с горошину, расположенная в глубине мозга, – эпифиз. Именно он вырабатывает особый гормон мелатонин. Если в двадцатилетием возрасте выработка гормона достигает максимума, то затем она идет на спад, а в старости гормон почти не образуется.

Мелатонин является инструментом, с помощью которого эпифиз следит за работой всех органов, регулирует иммунную и эндокринную системы организма, повышает сопротивляемость раку и другим заболеваниям, помогает сохранить зрение, снижает уровень холестерина, способен разрешить проблемы, связанные со стрессом и чрезмерными физическими нагрузками.

Сегодня уже появилась возможность принимать таблетки синтезированного мелатонина, поддерживая необходимый его уровень в организме. По мнению американских исследователей У. Пьерпаоли и У.Регелсона, более тридцати лет занимающихся экспериментами с применением мелатонина, его синтезированный аналог действительно является ключом к здоровью и долголетию.

Лев Киселев

Судьба этого человека вобрала в себя трагедии и взлеты российской интеллигенции советского времени: арест отца, война, немецкий лагерь, лысенковщина…

Но были и Московский университет, научное творчество, мировое признание. Автор этой статьи – один из тех, благодаря кому первую половину следующего тысячелетия уже называют эпохой биологии. О том, какова же она будет, биология будущего, и рассказывает в своей статье член-корреспондент РАН, член Европейской академии, председатель научного совета российской национальной программы по изучению генома человека, лауреат Государственной премии СССР, лауреат премии Блеза Паскаля – Лев Львович Киселев.

Историки еще долго будут спорить, был ли уходящий двадцатый век веком физики и математики (атомная энергия, освоение космоса, компьютеры и многое другое), химии (полимеры, новые материалы, лекарства и т.д.) или биологии (генетический код, триада ДНК – РНК – белок, молекулярные основы жизни). Однако почти все, кто предсказывает развитие науки на ближайшие десятилетия, сходятся на том, что по крайней мере первая половина XXI века будет эпохой биологии. Почему?

В конце 1980-х годов в США и СССР начались работы по геному человека (геном – совокупность всех генов и межгенных участков любого организма), вскоре возникли национальные программы по изучению генома во Франции и в Англии, затем эти исследования получили мощное развитие в Германии и Японии. Сейчас даже в таких малых странах, как Швеция, Дания, Нидерланды, геномные исследования ведутся с большим размахом и глубиной.

Скорость расшифровки строения ДНК, составляющая химическую основу всех геномов клеточных организмов и многих вирусов, достигла к концу девяностых годов многих миллионов нуклеотидных пар в день (нуклеотиды – элементарные химические единицы, из которых построены молекулы ДНК, их всего четыре типа: А, С, С и Т). Процесс расшифровки строения ДНК почти полностью автоматизирован и компьютеризован. Естественно, что такой огромный объем информации крайне трудно обрабатывать и осмысливать. Поэтому в мире создано множество крупных и более мелких банков данных, где эта информация собирается, систематизируется, обрабатывается, хранится и постоянно обновляется.

К концу 1998 года известно строение около десяти процентов всех генов, входящих в состав генома человека. Считается, что общее число генов у человека не превышает ста тысяч, а сейчас расшифровано уже около десяти тысяч. Прогноз дальнейших успехов впечатляет: все специалисты убеждены, что к 2003 году почти весь геном человека будет расшифрован, а это около трех миллиардов (!) нуклеотидных пар.

Развитие технологии расшифровки ДНК оказалось столь стремительным, а продуктивность столь высокой, что многие крупнейшие фирмы (например, Merck) создали свои собственные геномные программы, имеющие более прикладной характер. Кроме генома человека, поразительные успехи достигнуты в расшифровке геномов бактерий (мы знаем полное строение геномов более двух десятков наиболее важных в медицинском отношении бактерий, например возбудителя туберкулеза). Эти огромные достижения открыли дорогу к получению нового поколения лекарств направленного действия. Об этом многие десятилетия мечтали микробиологи, иммунологи, врачи.

Самым выдающимся достижением геномики (науки о геномах всех живых существ) стала расшифровка строения генома первого эукариотического (истинно клеточного) организма – дрожжей, достигнутая в конце 1997 года. Оказалось, что геном клеток дрожжей содержит шесть тысяч генов (в десять раз меньше, чем геном человека), причем большинство генов кодируют белки с неизвестной функцией. Ученые наивно думали, что они уже хорошо понимают, как функционируют клетки очень простого организма – дрожжей. Теперь этой иллюзии пришел конец: раскрытие строения дрожжевого генома ясно показало глубину нашего незнания и еще раз напомнило о том, что даже одноклеточный организм – это крайне сложно устроенная живая система, многие важнейшие части которой еше совершенно неведомы.

Сейчас ясно, что расшифровка всего генома человека – цель не только достижимая, но и очень близкая: уже через несколько лет мы будем знать его строение, все десятки тысяч генов. Сейчас это уже только вопрос вложенных средств, организации работ, числа участников, времени – все спады, все сомнения, все теоретические трудности остались позади. Геномный поезд мчится на всех парах, его уже не остановить.