Требуется сборка. Расшифровываем четыре миллиарда лет истории жизни – от древних окаменелостей до ДНК - [53]

Далее исследователи проанализировали структуру синцитина у разных млекопитающих и обнаружили, что мышиная версия отличается от версии приматов. Сравнение баз данных показало, что появление синцитинов у разных млекопитающих произошло в результате разных вирусных инфекций. Версия приматов появилась тогда, когда вирус поразил общего предка всех ныне живущих приматов. Синцитины грызунов и других млекопитающих возникли в результате другого события, и у них свои версии этих белков. Поэтому приматы, грызуны и другие млекопитающие имеют разные версии синцитинов, произошедшие от разных захватчиков.

Наша ДНК – не только наследство наших предков. Вирусы встраивались в нашу ДНК и были пристроены к работе: борьба наших предков с ними была одним из многих источников изобретений.

Память зомби

В детстве, пока Джейсон Шеферд жил в Новой Зеландии и в Южной Африке, он все время приставал к матери с разными вопросами, и однажды она заявила ему, что он должен стать ученым и ответить на все свои вопросы самостоятельно. К окончанию средней школы он уже знал, что хочет заниматься медициной. Он начал интенсивный курс обучения, чтобы за несколько лет получить как предварительное, так и полное медицинское образование. В первый год обучения он прочел известную книгу Оливера Сакса “Человек, который принял жену за шляпу”. И эта книга изменила его жизнь. Вдохновленный Саксом, Шеферд перестал заниматься по медицинской программе и ринулся изучать молекулы и клетки, заставляющие работать наш мозг. Как он сам рассказывает, он искал ответ на вопрос, что делает нас людьми. Полем научной деятельности Шеферда стала память и ее потеря. Наша способность вспоминать прошлое в значительной степени определяет нашу способность учиться, наши отношения с другими людьми и функционирование в мире. Это вовсе не отвлеченная тема. Одна из самых серьезных задач нашего общества – борьба с нейродегенеративными заболеваниями. С увеличением продолжительности жизни старение мозга становится еще более серьезной проблемой. Потеря памяти и когнитивной функции сопряжены с чрезвычайно тяжелой эмоциональной, социальной и финансовой нагрузкой.

В последний год обучения в университете, подбирая тему дипломной работы по нейробиологии, Шеферд наткнулся на статью о гене Аге, вероятно участвующем в механизме формирования памяти. Когда мыши обучаются, у них этот ген включен. Более того, он проявляет активность в головном мозге в пространстве между нервными клетками. Возможно, ген Аге относится к числу генов, играющих важную роль в механизме памяти.

Через несколько лет после поступления Шеферда в университет развитие технологии достигло такого уровня, что ученые смогли создать мышей без гена Аге. Животные выживали, но имели целый ряд дефектов. Когда их запускали в лабиринт с сыром в середине, они могли добраться до сыра, но на следующий день не помнили устройство лабиринта. Мыши с нормальной памятью обычно его запоминают. В серии последовательных экспериментов выяснялось, что у мышей имеется специфический дефект формирования памяти. Известно, что у людей мутации гена Аге связаны с целым рядом неврологических нарушений, от болезни Альцгеймера до шизофрении.

Центром внимания Шеферда стали механизмы памяти и ген Аге. Он поступил в аспирантуру, чтобы изучать Аге с одним из тех ученых, которые впервые установили роль этого гена в поведении. После окончания аспирантуры он работал с человеком, определившим местонахождение гена Аге в геноме. В голове у Шеферда ген Аге присутствовал и в прямом, и в переносном смысле.

Обустроив собственную лабораторию в Университете Юты, Шеферд разработал экспериментальные методы для исследования работы белкового продукта гена Аге. Действительно, этот белок вовлечен в проведение сигналов между нервными клетками, важных для памяти и обучения. Чтобы ответить на свои вопросы, Шеферду предстояло выделить белок и изучить его структуру.

Очистка белка представляет собой многостадийную процедуру, суть которой заключается в отделении искомого белка от остального содержимого клетки. Процесс начинается с химического размягчения ткани (в данном случае ткани головного мозга) до жидкого состояния, а затем она поэтапно обрабатывается для отделения искомого белка от остальных белков. Этот белковый суп пропускают через серию колонок, на каждой из которых происходит отделение различных примесей. На одном из последних этапов жидкость пропускают через стеклянную колонку, заполненную специфическим гелем. На геле отделяются остаточные примеси и другие белки, и проходящая через него жидкость содержит только очищенный искомый белок. Шеферд провел все стадии процесса, получая на каждой стадии небольшое количество жидкости. Он нанес жидкость на последнюю стеклянную колонку – и не получил ничего. С колонки ничего не сходило. Он заменил гель новым. Опять ничего. Определенно, что-то забивало колонку. Исследователи опробовали другие колонки, но они по-прежнему оказывались засоренными. Попробовали варьировать концентрации разных растворов – помеха сохранялась.

Ассистенту Шеферда пришла в голову мысль: может быть, засорение колонки связано с каким-то особым свойством белкового продукта гена