В молекуле от безумия. Истории о том, как ломается мозг

Через 10 лет после того, как Гайдушек получил Нобелевскую премию за свой труд по изучению куру (и за 10 лет до того, как он лишился своей славы из-за обвинений в растлении малолетних), один молодой невролог из Сан-Франциско сумел разобраться, что именно вызывает губчатую энцефалопатию. Стенли Прузинер, бывший скаут-орел, вырос в одной из немногих еврейских семей в городе Де-Мойн, штат Айова[103]. И хотя, поступив в колледж, он переехал в Филадельфию, где евреев было значительно больше, он и там чувствовал себя чужаком. Это ощущение не оставляло его и позже, когда он, став биохимиком, отстаивал теории, которые большинству ученых казались абсурдными. Прузинер не стеснялся оспаривать сложившееся мнение и уже поэтому был наиболее подходящим человеком для изучения заболевания, не поддающегося изучению.

Чтобы понять, что именно вызывает губчатую энцефалопатию, Прузинер использовал метод исключения. Он делил образцы тканей пораженного мозга на все более и более мелкие фракции. На каждом этапе исследователи из его команды проверяли, остаются ли образцы заразными. Этот процесс был похож на просеивание муки через сито со все более мелкими ячейками. В результате Прузинер обнаружил, что очищенный образец состоит из чего-то более мелкого, чем бактерии, вирусы, грибы или паразиты. Он состоит из одних белков.

К бесчисленному множеству уже известных свойств белков Прузинер добавил еще одно, поистине удивительное: белки могут быть инфекционными. Он придумал слово «прион» для обозначения молекул, вызывающих губчатую энцефалопатию (английское слово prion образовано от protein – «белок» и infection – «инфекция»)[104]. Скоро это открытие превратилось в дело его жизни. В 1997 году он получил Нобелевскую премию за описание прионов – это была вторая подобная награда за изучение губчатой энцефалопатии.

Представленные Прузинером данные звучали убедительно, но вызывали все новые вопросы, ставившие ученых в тупик. Для того чтобы вызывать заражение, прионы должны иметь способность размножаться. Представьте себе, как растет белая плесень в чашке Петри или как разрастаются в легких бактерии, вызывающие пневмонию. В каждом из этих случаев сначала микроорганизмы присутствуют в небольшом количестве, а затем они растут и делятся, создавая большую массу инфекционного материала. Однако белки не могут размножаться, как бактерии и грибы, и без этой способности прионы должны были бы довольно быстро уйти в небытие.

Вторая загадка была еще сложнее. Зачастую при диагностике аутоиммунных заболеваний диагноз ставится при выявлении белка, которого в норме быть не должно. Лорен Кейн (глава 4) заболела потому, что из-за опухоли в ее теле стал вырабатываться белок, поражающий NMDA-рецепторы. Майк Беллоуз (глава 5) заболел из-за того, что в его теле выработался белок, заблокировавший глициновые рецепторы. У большинства людей нет таких болезней, потому что нет аномальных белков, которые их вызывают.

Но с губчатой энцефалопатией дело обстоит совсем не так. В мозге всех людей на свете есть белки прионы, но из 7000 человек только один – как Джо Холлоуэй – умирает от болезни Крейтцфельдта – Якоба[105]. Прузинер понял, что у прионов должно быть еще какое-то свойство, определяющее, будет развиваться болезнь или нет.

Он оказался прав. Проведя серию сложных биохимических экспериментов, он выяснил, что в мозге здоровых людей и людей с губчатой энцефалопатией прионы принимают разные формы[106]. В нормальном состоянии они представляют собой длинные жесткие спирали, похожие на пружинки, растянутые и застывшие в таком состоянии. У людей с губчатой энцефалопатией эти спирали разворачиваются и беспорядочно скручиваются.

А затем происходит нечто поразительное: деформированный прион заставляет соседний нормальный прион принять такую же токсичную форму. Именно так развиваются куру, болезнь Крейтцфельдта – Якоба и почесуха овец. Деформированные прионы не способны размножаться, но они нашли не менее эффективный способ вызывать заражение – они могут заставить другие белки им подражать. Несколько деформированных белков в человеческом мозге могут привести к тому, что все нормальные прионы примут опасную форму, точно так же как в комнате, полной мышеловок, вслед за одной по цепочке захлопываются остальные[107].