ПРЕМИИ
Рентген «молекулярных машин»
Лауреатами Нобелевской премии 2009 года в области химии стали биохимики Венкатраман Рамакришнан из Кембриджского университета (Великобритания), Томас Стайц из Йельского университета (CIIIA) и Ада Йонат из израильского Института естественных наук имени Вайцмана. Престижную награду они получили за изучение структуры и функции рибосом с помощью рентгеноструктурного анализа.
Рибосомы, напомним, это крошечные частицы — органеллы, которые в клетках живых организмов выполняют важнейшую операцию — синтезируют белки из плавающих в клеточной жидкости аминокислот. А без белков, как известно, немыслим ни один процесс, происходящий в живом организме. Причем синтез каждой разновидности белка происходит по определенной, заранее заданной схеме.
Этот процесс называется трансляцией и происходит следующим образом. Через специальный канал в рибосоме протягивается линейная молекула малой рибонуклеиновой кислоты, или мРНК, с которой рибосома считывает информацию о составе будущего белка. А сама мРНК получает информацию с «главной» наследственной молекулы ДНК, где та закодирована генами.
В общем, именно рибосома превращает генетическую информацию, закодированную в ДНК, в конкретный набор свойств данного организма — определяет, скажем, будет ли человек правшой или левшой…
Рибосомы были замечены и описаны учеными в начале 50-х годов XX века. Их функцию в организме впервые определили Клод, Паладе и Де Дюв, которые в 1974 году получили за это Нобелевскую премию. Очень близки к открытию этих важнейших органелл, объяснению их функций были и наши отечественные ученые, однако в те времена все исследования в молекулярной генетике в нашей стране были остановлены. И лишь позднее наши соотечественники — прежде всего академики Андрей Белозерский и Александр Спирин — сумели внести свой вклад в решение проблемы.
А она состояла вот в чем. В 1964 году Джеймс Уотсон — тот самый, кто вместе с Френсисом Криком получил Нобелевскую премию за открытие спиральной структуры ДНК — сказал как-то по поводу рибосомы: «К несчастью, мы не сможем точно описать на химическом уровне, как действует эта молекула, пока мы не узнаем ее структуру».
Лишь спустя почти 40 лет после его высказывания, в 2001 году, структура рибосомы была наконец разгадана. Сделали это общими усилиями исследователи нескольких стран, в том числе и российские, прежде всего благодаря использованию рентгеноструктурного анализа.
Все вы имеете какое-то представление о медицинском рентгене — процедуре, с помощью которой врачи просвечивают наш организм и узнают, как работают внутренние органы, нет ли где переломов костей. А теперь попробуйте представить, что рентген нужно сделать не всему организму или каким-то его органам, но всего лишь отдельным частям клетки, которую даже не во всякий микроскоп можно рассмотреть. Какая же аппаратура нужна для этого?
Дело усложняется еще и тем, что рентгеновское излучение невозможно, словно световые лучи, фокусировать, поворачивать и т. д. с помощью обычных стеклянных линз и призм. Поэтому для управления ходом рентгеновских лучей используют их дифракцию, преломление на особых кристаллах.
Впервые такую возможность еще в 1912 году показал в своих экспериментах коллектив немецких физиков под руководством професора М. Лауэ. Годом позднее английский физик У. Брэгг и его коллега Г.Вульф выяснили, что дифракцию можно в данном случае рассматривать как отражение рентгеновского луча от одной из граней кристалла. А стало быть, поворачивая кристалл, делая его многогранным, можно в определенной степени управлять и ходом рентгеновского луча.
Однако все это легко сказать и очень трудно сделать. Ведь работать приходится, по существу, вслепую, поскольку рентгеновские лучи невидимы: даже еще при этом ухитряться вести «снайперскую стрельбу» по столь крошечным целям, какими являются рибосомы клетки!..
Пришлось конструировать особые рентгеновские аппараты, дифрактометры и гониометры, учиться выращивать моно- и поликристаллы с заранее заданными свойствами, отрабатывать методы их поворота и перемещения во время исследований… Наконец, надо было научиться и понимать, что именно изображено на полученных рентгенограммах; ведь «читать» даже обычные медицинские рентгеновские снимки умеют далеко не все специалисты…
Вот и получилось, что на все про все ушло около 100 лет. Лишь в начале нынешнего, XXI века удалось начать наконец планомерное изучение рибосом.
Нынешние лауреаты, используя рентгенокристаллографию, показали, как именно рибосома считывает информацию, записанную в ДНК. Разобрались они, и как рибосома производит белки, которые, в свою очередь, контролируют химические процессы во всех живых организмах. Оказалось, что именно внутриклеточная «фабрика белка» является ареной действий антибиотиков, когда те атакуют клетки вредных, патогенных микробов.
Причем, как известно, большинство из болезнетворных микробов умеют быстро адаптироваться, перестраиваться, и тогда антибиотики перестают на них действовать. Появление все новых вредных микробов, на которые не действуют испытанные лекарства, — одна из важнейших проблем современной микробиологии и медицины.
Механизм их перерождения тоже смогли разгадать ученые-лауреаты. Исследования, удостоенные Нобелевской премии, по идее позволят выиграть «сражение на опережение», помогут фармакологам создавать новые антибиотики быстрее, чем микробы смогут к ним приспосабливаться.
КУРЬЕР «ЮТ»
Чемпионат по эсэмэскам
Всего 3 минуты 41 секунда понадобились московскому студенту Дмитрию Соколову, чтобы набрать SMS-фразу, состоящую из 218 символов. По его словам, если бы разрешили пользоваться своим мобильником, он бы справился еще быстрее.
