Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Инструменты, необходимые Mu для «прыжков», напоминают аналогичные инструменты, используемые ретровирусами, особенно интегразу. Фаги Mu всегда интегрируется так же, как ретровирусы, в отличие от других фагов, которые не интегрируются в литической фазе, но Mu это делает. Merck Co использовала интегразу фага Mu в высокоэффективном тесте, направленном на скрининг потенциальных ингибиторов интегразы ВИЧ. Mu является моделью для интеграции ретровирусной ДНК в геном бактерий, замещающей ВИЧ! Я не могла в это поверить! Скорость была одним из важных преимуществ, и это не соотносилось с требованиями техники безопасности, которые действуют в лабораториях. В результате был получен один из самых эффективных клинически значимых ингибиторов интегразы ВИЧ, препарат ралтегравир. В высшей степени удивительное сходство между «прыжками» фагов Mu в бактериях и «прыгающими» генами в кукурузе – и так на всем пути до ретровирусов, таких как ВИЧ, – показывает ошеломляющую степень эволюционного консерватизма: от фага в бактерии к геному кукурузы и к ВИЧ у человека! Для меня это тоже удивительно. Меня восхищают исследователи Merk Co, которым пришла в голову столь интересная идея, приведшая к разработке эффективного препарата. Нет более убедительного сходства между ретровирусом и фагом, ВИЧ и Му, чем это.

Еще одна неожиданность: оказалось, что Mu можно использовать в качестве модели для генной терапии, а именно механизма интеграции чужого гена в зародышевых клетках путем ступенчатого разрыва (шаг с динуклеотидными перекрывающимися концами), который заполняется чужеродным геном. Процессы интеграции фагов Mu и ретровирусов схожи до мельчайших деталей, и их изучали в менее опасных и более оперативных Mu системах.

Практически в то же время, когда Макклинток открыла эпигенетику, у кукурузы был выявлен еще один феномен. В 1956 г. канадский генетик Александр Бринк также отметил совершенно необъяснимое наследование – удивительные узоры окраски кукурузных зерен. Этот процесс, который он назвал «парамутация», занимает более одного поколения и не подчиняется правилам мутаций. Генетика без генов! Этот феномен до сих пор остается незамеченным. Он приводит к наследованию приобретенных качеств, включая способность к обучению, – вопрос, однажды вызвавший политические дискуссии. И опять этот феномен не предусматривает непосредственного генетического изменения генов – в отличие от эпигенетических изменений, они носят долговременный характер и сохраняются на протяжении многих поколений. Сейчас ученые стали вспоминать и анализировать удивительный механизм наследственных изменений, не сопровождающихся мутациями. Это явление получило название «трансгенерационое наследование». У ученых вызвало беспокойство то, что, судя по наблюдениям, у полных мужчин рождаются полные внуки, а у полных женщин – полные внучки. А вот почему – узнаете, если будете читать эту книгу дальше. Открою секрет: наследуемые свойства – специальные регуляторы, называемые пивиРНК, передаваемые через сперму! Это перспектива на будущее, и этот вопрос мы обсудим в следующей главе и в конце книги.

Перед лекционным залом в лаборатории в Колд-Спринг-Харбор в память Макклинток установлена небольшая стеклянная витрина, которая отражает ее минималистичный образ жизни – почти нищета: пара пинцетов, посеревший початок кукурузы, художественная открытка, очки – почти ничего. Ее тетради хранятся в библиотеке. Ей бы, вероятно, понравилась такая скромная выставка. После нее остались ее идеи, а не эти вещицы. Просто удивительно, как много можно увидеть, рассматривая кукурузные зерна. Глядя на небольшую оловянную тарелку с разноцветными початками кукурузы, купленными мне в подарок одним моим другом на еженедельном фермерском рынке в Граце (Австрия), я вспоминаю о «прыгающих» генах, открытых Макклинток. Вот они: транспозоны, ретротранспозоны, ретровирусы, вплоть до противовирусной защиты и иммунной системы – все принадлежат друг другу. Всего несколько разноцветных кукурузных зерен поведали нам об истории, насчитывающей несколько миллиардов лет. Нужно сохранять некоторые подобные прекрасные свидетельства истории развития жизни на Земле – к ним, конечно же, относится и разноцветная кукуруза из Граца, а не выпускаемая в промышленных масштабах желтая масса в жестяных банках – в ней нет ничего особенного!

.

Отравленные игрушки и эпигенетика мышей агути