Таким образом, одну из важнейших целей, стоящих перед учеными, занятыми анализом протеома. можно сформулировать так: поиск его характерных изменений, присущих различным видам заболеваний. Это облегчит диагностику, позволит, например, распознавать разные виды опухолей и поможет избежать неправильного лечения. В то же время собранные сведения дают возможность выбрать четко обоснованную терапию. Болезнь можно будет лечить применительно к анатомии и физиологии конкретного человека.
Наконец, упомянем еще одну причину, по которой биохимики занимаются протеомом, – правда, она более всего интересна им: в клетках человека есть множество совершенно непонятных белков; лишь наблюдение за ними позволит уяснить, для чего они нужны.
Однако, как проанализировать все те белки, что находятся внутри клетки? И как упростить этот метод, чтобы можно было быстро изучить содержимое клетки? Иначе будет потеряно время, нужное для лечения пациента!
Чтобы увидеть состав протеома, ученые прибегают к двумерному гелевому электрофорезу Процедура эта протекает в два этапа. Сперва протеины клетки сортируются по их заряду. Затем они попадают в гель, играющий роль сита; здесь протеины разделяют по их величине. Опытные биохимики могут таким образом разделить до десяти тысяч белков и маркировать их.
Так можно составить что-то вроде визитной карточки данной клетки, где примерно указан состав белков. Если человек заболеет, узор пятен на «карточке» изменится. Регулярно сравнивая протеомы больной и здоровой клетки, удается оценить течение болезни и процессы, ей сопутствующие.
Анализ можно не только проводить в лабораторных условиях вживую, но и имитировать на компьютере. Когда речь идет об уже известных протеинах, ученые располагают банком данных, где собраны сведения о том, как выглядят продукты разложения белков под действием определенного фермента. Сравнивая элементы, полученные в пробирке, с каталогом, можно установить, какой белок был в пробирке. Если ничего похожего в каталоге не нашлось, то с помощью масс-спектрометра исследуют его фрагменты.
Впрочем, как и в случае с расшифровкой генома, слышны критические голоса. Раздражает, например, что столько денег тратится «на поиски иголки в стоге сена». Ведь, по оценкам биохимиков, в сложных клетках насчитывается до тридцати тысяч белков. Функции большинства их пока неизвестны. Как правило, из этой смеси удается выловить лишь отдельные фрагменты. Что именно попало «в сети ученых» – важнейшие для этой клетки белки или так, что-то побочное, – на этот вопрос даже бывалые ловцы не могут ответить.
Есть предложения поступать по- другому: исследовать не состав протеинов, а то, как они реагируют с другими протеинами. Это поможет понять функции отдельных белковых молекул. Действуя по такой схеме, можно довольно быстро выявить важнейшие протеины, отвечающие за ту или иную болезнь. Как только удастся это сделать, можно изготовить лекарство, которое справится с болезнью. По этому методу уже разработаны ингибитор для сдерживания протеолитических ферментов, используемый при лечении больных ВИЧ-инфекцией, а также ингибитор, используемый при лечении больных гриппом.
Однако фантазии биохимиков простираются дальше. Им грезятся индивидуальные лекарства. Если прежде врачи могли лишь осторожно предлагать больному тот или иной препарат, надеясь, что он ему поможет, то теперь ученые полагают, что, зная содержание протеинов, можно в точности подобрать лекарственные компоненты, которые нужны именно этому пациенту.
Конечно, пока еще не ясно, сбудутся ли эти мечты, однако уже сейчас фармацевты, генетики и коммерсанты объявили протеомику одним из важнейших направлений науки XXI века.
Среди тех, от кого ожидают успехов, возможно, окажется и Крейг Вентер – человек, сделавший имя на расшифровке генома. При исследовании протеинов он вновь намерен положиться прежде всего на компьютеры. «Мы станем идентифицировать до миллиона белков в день» – уверенно заявил он.
Настанет время, и в человеке будет исчислен всякий атом, и каждой частице найдено будет подобающее место?
* В данной статье, как часто водится в научно-популярной литературе, автор, стараясь не запутать неподготовленного читателя, довольно расширительно трактует понятие «протеин», используя его «как синоним всех белков» («Биологический энциклопедический словарь»). Если быть терминологически точным, то «протеины» – это простые белки, состоящие лишь из остатков аминокислот. Сложные белки, содержащие небелковые компоненты, называются «протеидами»: среди них встречаются, например, нуклеопротеиды, фосфопротеиды, липопротеиды. – А. В.
