Юный техник, 2006 № 01 - [4]

Виктор ЧЕТВЕРГОВ

ГОРИЗОНТЫ НАУКИ И ТЕХНИКИ «Книга жизни» требует продолжения

Расшифровка генома человека — это, с одной стороны, величайшее научное достижение последних лет. А с другой…

Когда пять лет назад руководители проекта «Геном человека» начали публиковать результаты своих исследований, многие думали, что не сегодня так завтра, ознакомившись с содержанием «Книги жизни», мы сможем творить чудеса: победим все болезни, увеличим продолжительность жизни лет до 100, а может, и вообще обретем бессмертие.

А кончилось все итогом, который можно назвать оскорбительным для человечества. Согласно результатам расшифровки генома оказалось, что мы мало чем отличаемся от полевой мыши или лабораторной мухи дрозофилы. Все, впрочем, не так просто.

Генов в человеческом организме оказалось в несколько раз меньше, чем предполагалось ранее. Вместо 120–140 их насчитали не более 35 тысяч. И генетические отличия человека от кротов, мышей и мушек действительно оказались ничтожны — менее одного процента.

Ранее биологи полагали, что каждый ген отвечает за какой-то определенный признак в организме. Скажем, если поменять один ген на другой, то у будущего ребенка будут не карие глаза, а, к примеру, голубые.

После расшифровки генома стало ясно, что генный механизм не просто пишущая машинка, нажав одну клавишу которой получаешь букву «а», а с помощью другой — букву «б».

Вспомним, яйцо превращается в петуха или курицу. Гусеница — в куколку, а затем во взрослую бабочку. Разительно непохожие друг на друга внешне, они, тем не менее, представляют собой разные стадии одного и того же организма, содержа в каждой своей клетке набор одних и тех же генов. Всеми же жизненными процессами в организме, превращениями из одной стадии в другую командуют наборы белков-протеинов, а гены этими белками руководят.

К пониманию этого ученые пришли не сразу. Более того, сегодня они весьма приблизительно представляют себе, каким образом одни и те же гены в разных случаях могут выдавать различные команды. В первом приближении это может выглядеть, наверное, так, рассуждают исследователи. Даже в обычном языке одно и то же слово может означать совершенно разные вещи. Возьмите хотя бы слово «коса». Им обозначают и разновидность женской прически, и сельскохозяйственное орудие для кошения травы, и отмель реки.

О чем идет речь в каждом конкретном случае, определяет уже не само слово, а контекст — другие слова, фразы. То есть в каждом конкретном случае природа активизирует из всего набора генов лишь некоторые. И они, взаимодействуя в определенном порядке, выстраиваясь, словно слова в предложении, Армируют тот или иной приказ для действия протеинам.

Но как они «узнают», что в данном «предложении» необходимо именно это «слово»? Как расставляются эти «слова» в определенном порядке, от которого тоже в немалой степени зависит смысл «фразы»?.. Этого пока-никто не знает. Исследователи полагают, что именно в распознавании правил построения «фраз», то есть общих законов управления жизнью, будет заключаться третий, возможно, заключительный этап их исследований удивительной «пишущей» машинки, с которой сравнили некогда генотип. Пока же ученые сосредоточили свои усилия на изучении белков.

Вообще-то, протеины известны уже около 200 лет, их название происходит от греческого proteios — «первоначальный».

В русском языке протеины не случайно очень часто называют белками. Самый известный белок — яичный альбумин. Именно он белеет на горячей сковороде, когда вы жарите яичницу.

И вот «от яйца» ученые пришли к созданию целой науки — протеомики. Объем информации, который теперь им предстоит обработать, не имеет аналогов в истории. Ведь протеинов в человеческом теле в несколько раз больше, чем генов.

Первое предложение создать белковый атлас человека прозвучало еще в 1982 году. Оно исходило от известного американского биолога Лейфа Андерсона. Но тогда проект не получил развития из-за отсутствия финансирования — все средства были пущены на расшифровку генома. Многие полагали, что и этого будет достаточно для прочтения «Книги жизни».

Теперь же, когда выяснилось, что расшифровка генома мало что дала, протеомика обрела второе дыхание.

В 2001 году международный консорциум ученых, политиков и бизнесменов создал организацию HUPO (Human Proteom Organization). В ее задачи входит изучение человеческих белков, что позволит со временем, будем надеяться, «нарисовать» белковый атлас человека.

Проект HUPO еще только складывается и, в отличие от предыдущего — HUGO (Human Genome Organization), не имеет четко обозначенных сроков: слишком уж велика и сложна поставленная задача. Так, профессор Вернер Шнайдер-Мергенер, один из участников этого международного проекта, полагает, что в человеческом организме существуют сотни тысяч различных протеинов, которые выполняют назначенные им природой функции, взаимодействуя между собой в различных комбинациях.

Подсчеты других исследователей таковы. Каждый из 30–35 тысяч генов человеческого генома кодирует не менее десятка протеинов, полагают они. Таким образом, в нашем организме взаимодействуют не менее 300 000 протеинов. И далее в тельце крошечной мушки дрозофилы их может действовать не менее 100 000… (Согласитесь, по количеству белков в клетке человек все же заметно превосходит муху.)