Песнь клетки. Медицинские исследования и новый человек - Сиддхартха Мукерджи
47
Представления о существовании в ядре своеобразного скелета, организующего внутриядерные процессы, в значительной степени устарели. – Прим. науч. ред.
48
Особенность митохондриальных мутаций заключается в том, что они наследуются только по материнской линии, тогда как большинство других мутаций могут передаваться от обоих родителей. Митохондрии не существуют независимо; они могут жить только внутри клетки. Они делятся, когда делится клетка, а затем расходятся по двум дочерним клеткам. Яйцеклетка формируется в организме матери, и все митохондрии происходят из ее клеток. При оплодотворении сперматозоид внедряет в яйцеклетку свою ДНК, но не приносит ни одной митохондрии. Следовательно, каждая митохондрия, с которой мы рождаемся, дана нам от матери. Мутация в гене mtND4 у Джареда досталась ему от матери. Вероятно, она возникла случайно в процессе закладывания яйцеклетки, поскольку его мать не была больна.
49
В настоящее время клинические испытания Lumevoq продолжаются. Через четыре года после их начала (в 2024-м) улучшение остроты зрения после однократного введения сохраняется. В испытаниях теперь принимают участие и пациенты, которым была сделана инъекция Lumevoq в оба глаза. Исследования еще не завершены, предполагается, что пациенты будут находиться под наблюдением в течение пяти лет после инъекции. Только после этого можно будет сделать вывод об эффективности или неэффективности предложенного метода терапии наследственной оптической нейропатии Лебера. – Прим. науч. ред.
50
Теодор Бовери и Уолтер Саттон сделали следующий логический шаг, связав хромосомы с наследованием (см. Sutton W. The Chromosomes in Heredity. Biological Bulletin 4, no. 5 (1903): 231-51; Boveri T. Ergehnisse iiher die Konstitution der chromatischen Suhstanz des Zellkerns. Jena, Ger.: Verlag von Gustav Fischer, 1904). Если говорить коротко, они связали генетическое наследование с анатомическим и физическим наследованием хромосом и тем самым соотнесли гены (и наследование) с хромосомами. Грегор Мендель в опытах с горохом идентифицировал гены лишь как абстрактные “факторы”, которые могут передаваться из поколения в поколение и передавать признаки, или черты, от родителей детям; у него не было возможности установить физическую локализацию этих факторов. Саттон и Бовери среди прочих представили первые доказательства, что наследование признаков (т. е. генов) происходит через наследование хромосом. Томас Морган и другие ученые, работавшие с дрозофилами, основывались на этой теории и окончательно установили, что локусы генов расположены на хромосомах. Через несколько десятилетий благодаря исследованиям Фредерика Гриффита, Освальда Эвери, Джеймса Уотсона, Фрэнсиса Крика, Розалинд Франклин и других ученых удалось идентифицировать ДНК – молекулу в центре хромосом – в качестве носителя генетической информации. В последующих исследованиях Маршалла Ниренберга и его коллег в Национальных институтах здоровья США было показано, как гены расшифровываются и превращаются в белки, что и определяет форму и свойства организма.
51
Ботаник Карл Вильгельм фон Негели считал эксперименты Флемминга аномалией, но затем он и работу Менделя объявил чудачеством. Лишь через несколько десятилетий принципы деления клеток во всех организмах были признаны универсальными.
52
Два других цитолога, Эдуард Страсбургер и Эдуард ван Бенеден, тоже наблюдали расхождение хромосом и разделение клеточной мембраны с образованием двух дочерних клеток (митоз).
53
G – от английского слова gap, “промежуток”. – Прим. перев.
54
Проведение проверки в фазе G2 кажется прекрасным и простым решением, пока вы не осознаете, что для осуществления этой проверки требуется соблюдать весьма тонкое равновесие. Остановка в фазе G2 в значительной степени предназначена для выявления катастрофических мутаций. Мутации возникают в фазе S. Как любой копировальный аппарат, неизбежно совершающий какое-то количество ошибок, молекулярные системы, создающие новые копии ДНК в процессе синтеза, тоже делают ошибки. Некоторые из них немедленно исправляются, но некоторые остаются. Если бы задача фазы G2 заключалась в выявлении всех мутаций, идентификации и исправлении всех ошибок, стало бы невозможным появление мутантов – и не было бы эволюции. Поэтому фаза G2 должна служить очень разборчивым контролером, который знает, что нужно отслеживать, а что не нужно.
55
Бильбо Бэггинс – хоббит, персонаж произведений Дж. Р. Р. Толкина. – Прим. перев.
56
Английское слово cycling (“циклирование”) происходит от слова cycle и переводится в том числе как “езда на велосипеде” и “велоспорт”. – Прим. перев.
57
Сначала гены назвали cdc (от cell division cycle}, но позднее терминология изменилась на cdc/cdk, а затем окончательно на cdk. Буква к указывает на ферментативную активность белков, кодируемых этими генами: это киназы, которые присоединяют к белку-мишени фосфатную группу и тем самым его активируют. Для простоты я использую обозначение cdk для генов и CDK (заглавными буквами) для белков. То же самое справедливо для семейства циклинов: названия генов пишут строчными буквами, названия белков начинаются с заглавной буквы (Cyclin).
58
Интересно, что, несмотря на центральную роль белков Cyclin и CDK в делении клетки, создано совсем немного удачных противораковых препаратов, блокирующих их действие. Главным образом это связано с тем, что деление клетки – важнейший для жизни универсальный процесс, его трудно сделать мишенью противораковой терапии: вы убиваете делящуюся раковую клетку, но одновременно уничтожаете делящуюся нормальную клетку, вызывая непереносимое накопление токсинов. В конце 1990-х годов было найдено семейство лекарственных препаратов, ингибирующих действие двух конкретных представителей семейства CDK – киназ CDK 4/6. Почти два десятилетия спустя клинические испытания показали, что использование низких доз подобных препаратов нового поколения в сочетании с другими лекарствами, такими как герцептин (лекарство против рака молочной железы на основе антител), может увеличивать продолжительность жизни некоторых пациентов с раком молочной железы. Поиски специфических ингибиторов белков Cyclin и CDK продолжаются, хотя их применение по-прежнему ограниченно из-за их токсичности.
59
Под “репродуктивной медициной” я понимаю направление медицины, задача которого – помогать в рождении ребенка за счет применения лекарств, гормонов, хирургического вмешательства и манипуляций с человеческими клетками ex vivo (вне тела). Спектр методов широк. К ним относится активация выработки сперматозоидов и яйцеклеток и их последующее извлечение и хранение. К ним относится оплодотворение яйцеклеток вне тела или выращивание человеческих эмбрионов с их последующей имплантацией в матку для вынашивания ребенка. К этому списку можно добавить новые технологии, которые быстро идут навстречу репродуктивным технологиям: генетическая инженерия человеческих сперматозоидов, яйцеклеток
