Как заставить микроорганизмы вести между собой войну на уничтожение

Даже кровососущие комары могут приносить пользу – надо только их генетически модифицировать. Фото Владимира Захарина

Из Австралии пришло сообщение о том, что генетически модифицированные комары позволили полностью ликвидировать в городке Таунсвиль лихорадку денге (за четыре года в городке было отмечено 54 случая этой лихорадки). Руководителем работы был известный специалист в области молекулярной экологии Скотт Онейл, а среди авторов можно видеть имя Андрея Селезнева.

Ученые использовали для заражения комаров бактерию вольбахию (Wolbachia), которая в норме не инфицирует комаров Aedes. Вольбахия поедает в кишечнике комаров других бактерий и вирусов, что приводит к невозможности комара переносить вирус денге. В своей статье в журнале Molecular Ecology ученые отмечают положительный эффект «высвобождения» вольбахии в среду.

По другую сторону Тихого океана, в Калифорнийском университете г. Дэвис, подвергли пересмотру давний анализ «гена речи». В этом гене еще в 2002 году открыли изменения, которых нет у шимпанзе. Мутация в гене была открыта при наблюдении за членами большой семьи, в которой на протяжении трех поколений сохраняются речевые нарушения. Причем эти нарушения не влияют на развитие интеллекта. Изменения, как предполагалось, характерны для человека и чуть ли не мгновенно распространились среди «выходцев из Африки». Калифорнийцы, которым помогали ученые Гарварда и расположенного рядом Массачусетского технологического института, не подтвердили влияния гена на развитие человеческого языка.

Однако с этим выводом не согласны сотрудники Мюнхенского университета, указавшие на то, что в той работе говорилось о гене речи, а не языка вообще, кодирующем белок транскрипционного фактора, который важен для считывания-транскрипции гена. Фактор играет большую роль в эмбриональном развитии нервной системы и, в частности, отвечает за рост и ветвление нервных отростков.

Эмбриональное развитие может нарушаться блокированием другого транскрипционного фактора, вызываемого действием печально известного лекарства талидомид. Особенно агрессивно действие талидомида проявляется на четвертой–восьмой неделе беременности, когда у плода начинается формирование конечностей и легких. Женщинам это средство прописывали, чтобы справиться с приступами утренней тошноты, вызываемой реакцией иммунных клеток против плода.

Но талидомид в силу своего специфического действия на развитие иммунных клеток после 1980 года обрел вторую жизнь как средство борьбы с ВИЧ, микробами и некоторыми формами рака крови (миеломами). По мнению специалистов женского госпиталя в Бостоне, о тератогенности талидомида давно забыли, так как неясна молекулярная природа развития врожденных уродств.

В то же время выяснилось, что он и подобные ему лекарственные средства вносят существенный разлад в широкую транскрипционную сеть, управляющую внутриутробным развитием плода, его кистей и стоп, внутреннего уха и глаз, а также сердца. Интересно, что действие талидомида проявляется исключительно у человека и приматов, но не у грызунов и рыб. Вот почему проверка его на мышах и крысах дала зеленый свет для применения у беременных женщин.

В журнале Nature опубликована статья, полученная из Института медицинских исследований в Мельбурне. Сотрудники института после перебора четверти миллиона кандидатов создали «малую молекулу» (small molecule), блокирующую другой аспект геномной и клеточной биологии. Известно, что прежде чем начать транскрипцию-считывание того или иного гена, его необходимо «развернуть». Дело в том, что геном в большей своей части находится в неактивном состоянии. Это означает, что ДНК плотно намотана на белковые (гистоновые) «шпульки», и этот комплекс называется «нуклеосома». Разматыванию ДНК способствует фермент лизин-ацетилтрансфераза (КАТ – он очень важен для структурной организации и функции хроматина). Один из вариантов КАТ занимает «почетное» место в списке генов, ответственных за клеточные аномалии.

Химики института в Университете Монаш, перебрав 243 тыс. вариантов различных молекул, создали молекулу, которую назвали WM. Ее действие в наномолярных концентрациях приводит к выходу из клеточного цикла делений. Клетки при этом показывали изменения, которые характерны для выключения гена упомянутого КАТ, и «благополучно» старели, утеряв способность к делению.

Обнадеживающим является также и то, что WM не «рвет» цепи ДНК. Это обещает отсутствие побочных эффектов, поскольку не затрагивается развитие стволовых клеток в костном мозге. Действие WM успешно опробовано на одной из мышиных моделей, что обещает неплохие перспективы использования ингибиторов КАТ как новой перспективной стратегии лечения.