Знание-сила, 2004 № 05 (923) - страница 25
Живая жизнь — это чудо! Как она исследуется? Важнейшими направлениями молекулярной биологии в начале XXI века становятся «реномика» и «протеомика». Исследованию «регулирующих» РНК-молекул посвящена публикация Рафаила Нудельмана в мартовском номере «Знание — сила». Тема этой статьи — роль белковых молекул в организме человека.
В одном из ближайших номеров нашего журнала разговор о новых открытиях биологов продолжится.
Что наши гены? Они — лишь «схема», по которой изготовлена подлинная загадка природы: протеины, то есть белки. В процессах, протекающих в организме, участвует множество белковых молекул. Однако исследование белков — задача куда более сложная, чем расшифровка генома.
«Забудем про геном» — было сказано недавно на одной из научных конференций. А ведь, в самом деле, расшифровка человеческого генома была «детской игрой» по сравнению с новым проектом биологов: они хотят описать все белки, содержащиеся в организме человека, и понять, как те функционируют, как взаимодействуют друг с другом (см. «Знание — сила», 2002, № 2).
Еще недавно расшифровка генома преподносилась СМИ как вершинное достижение биологии. Однако само по себе знание последовательности генов не дает представления о том, как функционирует организм (см. анализ этого открытия в «ЗС», 2000, № 7 и 10). Более того, знание генома не позволяет нам ничего сказать о том, чем живет клетка — любая клетка человеческого организма.
Сами по себе гены — лишь инструкция по сборке белковых молекул. Тех молекул, из которых, как из кирпичиков, сложены любые наши клетки. Тех молекул, что преобразуют усвоенные организмом компоненты пищи в энергию. Тех молекул, чьим радением организм растет и старится. Тех молекул, из-за дефицита или избытка которых мы болеем.
А ведь мы даже не знаем, как клетки человека используют те или иные белки, когда они их используют и что может произойти, если нужный белок отсутствует. Нам будто подарили набор замечательных инструментов — они красиво разложены, посверкивают хромом и мельхиором, а для чего ими пользоваться, как применять?.. Кто бы подсказал!
Мало составить простую опись человеческих генов, надо знать, какими белками распоряжается каждый ген. Пока у нас есть пулы с множеством кнопочек. Теперь надо выяснить, что включает или переключает каждая кнопка.
Лишь «функциональное исследование генома», то есть составление атласа протеинов, их опись, позволит понять, какую же роль они играют в человеческой клетке. Вслед за расшифровкой генома необходима расшифровка протеома. Иначе этот «пульт» так и останется игрушкой в наших руках.
Термин «протеом» предложил в 1994 году австралийский исследователь Марк Уилкинс. Под ним подразумевают полный комплект протеинов, имеющихся в организме, — совокупность белковых молекул, вырабатываемых им. Эти молекулы управляют всеми обменными процессами, протекающими в организме, идет ли речь о пищеварении, выработке гормонов или электрическом возбуждении нервных клеток. Любые молекулярно-биологические процессы, происходящие в организме, отражаются в протеоме.
Исследование протеома — крупный международный научный проект. В 2001 году для работы над ним была создана международная Организация протеома человека (Human Proteome Organization / HUPO). Особое внимание участников проекта вызывают белковые молекулы крови, печени и головного мозга.
В эти исследования включается и большой бизнес — прежде всего, крупные фармацевтические компании. Создаются многочисленные фирмы, занятые изучением человеческих белков. Их руководители спешат выступить с громкими заявлениями. Так, американская фирма «Myriad Proteomics» уже объявила, что до конца нынешнего 2004 года завершит анализ всего протеома человека.
Из двадцати аминокислот составлены миллионы различных протеинов. Слева: трипсин - один из важнейших пищеварительных ферментов. Справа: коллаген - основной строительный элемент нашего тела
Независимые эксперты относятся к таким заявлениям скептически. Тому есть ряд причин.
* Протеом — величина не постоянная. Это геном был «книгой, содержавшей около трех миллиардов букв». И все: буквы стояли на своих — отведенных им природой — местах. Здесь же — в протеоме — все непрестанно меняется. Если и сравнивать протеом с книгой, то с книгой, которая пишется у вас на глазах. Попробуйте подсчитать в ней количество знаков! Автор то дописывает что-то, то хлестко черкает.
