Знание-сила, 2005 № 03 (933)

За 75 миллионов лет, прошедших с момента "расщепления" наших будущих и мышиных предков, примерно тысяча генов подверглась удвоению — дупликации, что представляется одним из главных механизмов эволюции нашего генома.

Примером дупликации является пара "миоглобин — гемоглобин". Сначала для запасания кислорода хватало и одной белковой цепи с одним гемом, затем в связи с интенсификацией физиологических процессов произошло "учетверен ие" цепей —две альфа и две бета, — которые несут уже четыре гема, способных переносить по одной молекуле кислорода.

Нас отличают гены иммунной системы — ольфакторные, обонятельные и те, что отвечают за размножение — репродукцию, в частности, значительно более длительную беременность у человека. Половина из более чем двух тысяч генов обонятельных рецепторов, обнаруженных в геномах крыс и мышей, у нас "сменила ориентацию", занявшись совсем иным делом. У человека бывшие обонятельные белки отвечают теперь за... цветное зрение.

В свое время академик В. Энгельгардт, директор Института молекулярной биологии АН СССР, отвечая на "нападки" коллег, касавшиеся того, что молекулярная биология "редуцирует" биологию до составляющих молекул, опубликовал удивительную статью с выразительным названием. Свой крик души он назвал "Интегратизм молекулярной биологии".

В статье рассказывалось об открытии молекулярного механизма мышечного сокращения, осуществляемого за счет энергии расщепления АТФ. Энгельгардт также упоминал работу своего друга Дж. Уолда, нобелевского лауреата 1967 года, открывшего удивительный каскад в зрительной клетке-палочке сетчатки-ретины глаза (сравни: "ретиарий" — гладиатор, выступавший с сетью и трезубцем на аренах римских цирков).

Все это стало известно уже в последние годы, поэтому понятно удивление Энгельгардта, который восхищался тем, что один-единственный фотон может вызвать генерацию зрительного импульса! Да, все начиналось с редукции — попыток разобраться, как устроены молекулярные машины, — но затем началась "самосборка" этих самых машин, что и привело к интегратизму.

Сегодня ученые называют белки, встроенные — интегрированные — в мембраны клеток, рецепторами. В отличие от уникальной ретинальной системы родопсина большинство рецепторов имеют внутренний канал, по которому при его открывании в ответ на внешний сигнал начинают проходить ионы (одну из недавних Нобелевских премий присудили как раз за открытие этих самых ионных каналов).

Длительность открывания ионных каналов весьма ограничена. Если открыть канал "навечно", то нарушается ионный баланс и клетка гибнет (что петом и видно под микроскопом на примере клеток кишечного эпителия).

Такое временное открывание рецепторного канала ученые назвали "транзиентным" (по аналогии с транзиентными — преходящими — нарушениями мозгового или сердечного кровообращения, испытываемого и довольно здоровыми людьми). В ответ на временное "открытие" рецептора нервная клетка, например, тот же обонятельный — ольфакторный — нейрон генерирует импульс-потенциал, получивший сокращенное название TRP (Transient Receptor Potential).

TRP по своему молекулярному механизму весьма сходен с вышеописанной генерацией зрительного импульса в сетчатке. Просто поток ионов сменился на хромофор ретиналь. Поэтому в эволюционном плане нет ничего удивительного в том, что обонятельные гены сменили свою "профориентацию" на цветное зрение.

По всей видимости, нашим предкам в сухих саваннах оно понадобилось гораздо больше, нежели обоняние, которое таким образом в значительной степени редуцировалось. Как говаривал Аркадий Райкин, "если что-то где-то убыло, то в другом месте прибавится".

Добавим, что в 2004 году Нобелевскую премию дали за открытие обонятельных белковых рецепторов, что в конечном итоге привело к выделению генов этих рецепторов и стволовых клеток мозга, а в начале 2004 года — к клонированию мыши из стволовой клетки обонятельных нейронов! Но это уже другая тема.

Токсин сибиреязвенной бациллы с рецептором, "растущим" из клеточной мембраны

Чума на оба ваших дома

Так восклицает герой бессмертной трагедии "Ромео и Джульетта", при писываемой наряду с другими великими творениями Шекспиру.

Чума вечно преследовала и фараоновский Египет, вспомним "казнь египетскую", насланную на ни в чем не повинный народ Моисеем, и Византии базилевсов, к стенам которого в VI веке "подкатила" волна славян. Европа содрогнулась в середине XIV века от "черной смерти", унесшей, как считается, до трети европейского населения!

Джованни Боккаччо описывает в предисловии к своей самой знаменитой книге ужасы чумной эпидемии, поразившей прекрасную Флоренцию. Единственным спасением от неминуемой смерти было бегство, в результате которого десять героев книги оказались на загородной вилле. Каждый из них рассказал по десять историй самого разного содержания и достоинства. Так родился "Декамерон" — десятичастник (сравни: декан — дьякон — десятник в первых христианских общинах; "мер" — мера, часть; отсюда моно- и полимер).