Вирусы: Скорее друзья, чем враги - [99]

Имея 1500 нуклеотидов, эти кольцевые РНК несколько крупнее, чем вироиды (у которых тоже замкнутая кольцевая структура), примерно в три раза. Наши современные клетки заполнены «родственниками вироидов». Какая неожиданность! Вироиды обнаруживаются во многих растениях, в то время как кольцевые РНК – во многих видах организмов. Есть ли они в растениях? Как образуются кольцевые структуры? «Циклазные рибозимы», состоящие из РНК, могут образовывать кольцевые структуры. До сих пор много вопросов остается без ответа.

У кольцевых структур есть серьезные преимущества – они стабильны, так как частично имеют двухцепочечное строение, шпилькообразные и петлеобразные участки, а еще потому, что подобные структуры не могут разрушаться с концов. Каждое кольцо может титровать несколько сот других регуляторных РНК, таких как сайленсинговая siRNA, которая напоминает мне липкие полоски бумаги для ловли мух, свисавшие с потолка у бабушки на кухне. Исследователи охарактеризовали кольцевую РНК не как липучие полоски, а как «губку», которая абсорбирует регуляторные микроРНК.

В мозге мыши микроРНК такого типа (miR-7) удалялась круговой кольцевой РНК с потенциальными последствиями для рака – в настоящее время этот вопрос исследуется. Новые кольцевые РНК являются совершенно некодирующими, «генетически неграмотными», как я их называю. Тем не менее они обладают прекрасной способностью выполнять свои функции, имея структуру, также основанную на последовательностях, а не на генетическом коде, поскольку мы не в состоянии его «считать». Кольцевые РНК получаются особым образом: не путем сплайсинга интронов, а с использованием экзонов. Такой механизм называется «обратный сплайсинг» или «реверсивный сплайсинг». В течение многих лет это трактовалось как ошибка при сплайсинге. Не странно ли, что самый древний тип РНК занимает столь доминирующее положение в клетках современного человека и настолько актуален? Нет, вероятно, нет, поскольку кольцевая РНК настолько хорошо структурирована и так идеальна, обладает столь выраженной устойчивостью и так технически совершенно встроена в клетку, что не исчезла. Кольцевая РНК пережила опасный период начального этапа в первичном бульоне, а после этого опасность разрушения стала гораздо менее явной! Клетки являются безопасным пристанищем.

Изучая современную кольцевую РНК, вероятно, можно понять, как вироиды функционируют, как взаимодействуют с другими РНК и факторами, или разобраться в их «губкообразном» поведении. Недавно рибозимы/вироиды или кольцевые РНК неожиданно обрели новых членов семьи, а именно пивиРНК – это поразительная некодирующая регуляторная РНК, участвующая в механизме трансгенерационного наследования (см. главу 12).

Какая жалость, что исследователь Хайнц Людвиг Зенгер из Гиссена не дожил до того времени, когда стали известны общие последствия действия вироидов, которые стали нормой в биологии через 50 лет после его впечатляющего открытия. Один современный исследователь кольцевых РНК из Берлина, похоже, не помнил о вироидных РНК или по крайней мере не упомянул об этом в своей публикации и в докладе на пленарном заседании. Когда я его спросила почему, он ответил: «Видишь ли, это было  давно». Весьма занимательно, и даже в публичном выступлении. На работы Зенгера и Динера никто не ссылался. Что это – дурная привычка, или забывчивость, или ненадлежащее выполнение своих обязанностей? Как это ни грустно, но историю совершения открытий помнят недолго. А некоторым людям она кажется скучной!

Рибосомы – это рибозимы. Вирусы делают белки!

Как образуются белки? Синтез белка является отличительной чертой эволюции и разделяет два мира – живой и мертвый. Но здесь нас ждет неожиданный поворот: вирусы, которые часто относят к «мертвому» миру, или, точнее, вироиды, являются наиболее и даже единственными реальными необходимыми для производства жизни элементами! Вироиды необходимы для жизни, так как являются ключом к синтезу белков.

Т. Чех и С. Альтман (лауреаты Нобелевской премии 1989 г.) поместили рибозимы в центр биологического мира. А потом еще один ученый получил Нобелевскую премию за изучение рибосом – Томас Стейц (2009 г.). Результаты его наблюдений свидетельствуют о том, что рибосомы, участвующие в синтезе белков, функционируют совсем не так, как принято считать. В берлинском Институте молекулярной генетики Общества Макса Планка предположили, что в синтезе белков главную роль играют сами белки. Рибосомы состоят примерно из ста белков, которые стали предметом интенсивных и широкомасштабных исследований. На каждого моего берлинского коллегу приходилось по одному белку, а для получения антител использовали несколько сот овец. Они щипали травку на поле аэропорта Берлин-Темпельхоф и подходили для получения антител. Я контрабандно привезла несколько овец, которых использовали для получения антител к онкогенам, и подкупила пастуха, чтобы он за ними приглядывал. Чтобы охарактеризовать сто рибосомальных белков и структуру рибосом, много внимания уделяли секвенированию белка. И это правильно, но основными участниками этого процесса являются не белки, а РНК, или, точнее, каталитические РНК, хорошо спрятанные внутри огромных мультипротеиновых комплексов в рибосомах. Том Чех ввел в употребление выражение «рибосомы – это рибозимы». РНК – это рабочая лошадка, а не множество белков, которые служат исключительно поддерживающими белками и обеспечивают надлежащую конформацию РНК. Все белки были кристаллизованы одним способом: их выделили из архей, о которых я впервые услышала 30 лет назад. Термоустойчивость архей повышает их стабильность и упрощает процесс кристаллизации для определения структуры. И это, наконец, привело к присуждению в 2009 г. Нобелевской премии Аде Йонат и другим ученым. Йонат, исследователь из Израиля, была частым гостем в Берлине. Она обнаружила «туннель», проходящий через центр рибосом, который может заполняться вновь образованными растущими аминокислотными цепочками, – изображение, которое когда-то украшало обложку журнала