Неустаревающая работа

Андрей Бабицкий Forbes Contributor
Нобелевская премия по медицине вручена за открытие, которое, возможно, поможет излечить рак

Сегодня в Стокгольме, в Королевской академии, были объявлены лауреаты Нобелевской премии по физиологии и медицине за 2009 год. Премию получили Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джек Шостак (все — из США) за открытие механизма «защиты хромосом теломерами и ферментом теломеразой», говорится в пресс-релизе Нобелевского комитета. Фундаментальное открытие американских ученых пролило свет на механизмы возникновения рака и старения клеток. Денежная премия в 10 млн шведских крон ($1,42 млн) будет поделена между лауреатами поровну.

Нобелевские премии даются обычно за открытия, совершенные довольно давно, и практически никогда не удается угадать, кого именно из множества достойных именно в этом году отметит Нобелевский комитет. Но победу Элизабет Блэкберн с коллегами можно считать ожидаемой. Агенство Thomson Reuters, каждый год прогнозирующее победителей на основании индекса цитирования (то есть числа ссылок на работы ученого в статьях коллег), именно ее поставило на первое место. Да и сам факт того, что открытие награжденных ученых достойно Нобелевской премии, мало у кого вызывает сомнения.

Как открывали теломеры

Проблема, которую разрешили Элизабет Блэкберн и ее коллеги, занимала биологов с 1950-х годов, когда была открыта структура ДНК. ДНК в живой клетке разделена на отдельные куски — хромосомы. При делении клетки каждая хромосома должна удвоиться, чтобы обе дочерние клетки получили по своей копии ДНК. Однако фермент ДНК-полимераза, копирующий генетическую информацию, физически неспособен удвоить хромосому целиком — при каждом копировании маленький кусочек ДНК с каждого конца просто исчезает. Следовало бы ожидать, что хромосомы будут укорачиваться с каждым делением до тех пор, пока не исчезнут совсем, но в действительности этого не происходит. Почему — выяснили сегодняшние лауреаты.

В конце 1970-х годов Блэкберн, начинавшая свою научную карьеру, обнаружила, что на концах хромосом одноклеточного организма тетрагимены (Tetrahymena) встречаются загадочные повторяющиеся последовательности нуклеотидов (букв генетического кода) — CCCCAA. Зачем они нужны, в тот момент было не ясно. Джек Шостак в это же самое время экспериментально исследовал деградацию хромосом. Он вводил искусственную последовательность ДНК в клетки дрожжей и наблюдал, как она укорачивается при каждом делении — в отличие от ДНК самих дрожжей. Блэкберн и Шостак объединили усилия: выделили повторяющуюся последовательность из ДНК тетрагимены, приделали ее к искусственной последовательности Шостака и ввели в клетку дрожжей. Деградация ДНК прекратилась. Так были открыты теломеры — последовательности, защищающие генетический код от потери информации при копировании.

Статья Блэкберн и Шостака вышла в 1982 году, а двумя годами позже Кэрол Грейдер, аспирантка Блэкберн, выяснила, откуда берутся теломеры: она обнаружила фермент теломеразу, работа которого как раз и заключается в создании теломеров. В момент совершения нобелевского открытия Кэрол Грейдер было 23 года.

И зачем они нужны

Открытие теломеров не только решило одну насущную научную проблему, но и поставило множество новых. Длина теломеров в хромосомах живых клеток уменьшается с каждым делением (изначального ресурса хватает на несколько десятков делений). Предполагалось, что с этим могут быть связаны старение и смерть клеток (наряду со множеством других факторов). В человеческом теле встречаются действительно практически не стареющие клетки — раковые. Раковые клетки отличает высокая активность теломеразы — их хромосомы не укорачиваются при делении. Если научиться выключать теломеразу в раковых клетках, сможем ли мы вылечить рак? Точного ответа на этот вопрос, к сожалению, нет, но с легкой руки Элизабет Блэкберн, Джека Шостака и Кэрол Грейдер его ищут сотни ученых по всему миру. И если в ближайшем будущем мы научимся бороться со старением или раком, в этом с большой вероятностью будет и заслуга сегодняшних лауреатов.

Элизабет Блэкберн родилась в 1948 году в Хобарте, на острове Тасмания. Училась в университете Мельбурна и Кембридже, работала в Йельском университете. Сейчас — профессор биологии и физиологии в Университете Калифорнии в Сан-Франциско. Гражданка Австралии и США.

Кэрол Грейдер родилась в 1961 году в Сан-Диего (Калифорния). Училась в Университете Калифорнии в Санта-Барбаре и в Беркли, где защитила диссертацию под руководством Блэкберн (1987). Работает в Медицинской школе Университета Джона Хопкинса в Балтиморе. Гражданка США.

Джек Шостак родился в Лондоне в 1952 году, вырос в Канаде. Учился в Университете МакГилла в Монреале и в Корнельском университете в Итаке. Работает в Гарвардской медицинской школе, Массачусетском госпитале в Бостоне и в Институте Говарда Хьюза. Гражданин США.

Новости партнеров