Болезни, которые достались нам от африканских предков

Белки вируса (сверху), «осевшие» на рецепторы клеточной поверхности.

Первопричина болезней человека – это его геном, изменения в котором и определяют развитие болячек. Корни этого явления уходят на самые ранние этапы эволюции Homo sapience. Дело в том, что наши предки вышли из Африки небольшой группой, это и предопределило близкородственные браки, запрещаемые всеми религиями мира. Нарушения приводят к быстрой деградации, ярким примером которой являются угасание трех египетских царств и наследников Птолемея, которые, подобно фараонам, – дабы не разбавлять «божественную кровь» – женились на своих сестрах и дочерях.

Раньше про гены и связанные с ними белки ничего не знали и в расчет их не брали. Говорили о повышении иммунного статуса, хотя и это было что-то абстрактное (реально в иммунитете стали разбираться только после открытия ВИЧ). Иммунные гены локализуются в тесном соседстве с «шизофреническими», кодируя синтез протеинов клеточной поверхности: в первом случае антитела, распознающие «чужое», а во втором – рецепторы уловления возбуждающих и тормозящих молекул. Лимфоциты по получении сигналов бурно размножаются, что приводит к увеличению лимфоузлов, а затем реакция сходит на нет.

Нейроны не делятся, но тоже возбуждаются, а рецепторы служат для формирования нейросетей, число и качество которых определяют такие заболевания, как аутизм и шизофрения. Генетические манипуляции позволили ученым создавать белковые продукты, которых в истории эволюции человека не было.

Белковый комплекс ядерной поры: Importin – белок импортин, импортирующий белок (Protein) в ядро; Ran GAP – белок, расщепляющий трифосфат GTP, энергия которого необходима для импорта веществ в ядро; Cytoplasm – цитоплазма, Nucleus – ядро. Изображение Physorg

Один из последних примеров – гибридное антитело, на создание которого биоинженеров Института аллергии инфекций в вашингтонском пригороде Бетезда натолкнули антитела, выделенные у человека, перенесшего в 1995 году атаку вируса Эбола. Результаты этой работы опубликованы в журнале Science (16 25 Febr onl). Ученые показали, что новые антитела весьма эффективны для защиты макак от опасного вируса. А в Утрехте и Сиэтле при содействии сотрудников парижского Института Пастера с помощью криоэлектронного микроскопа рассмотрели, как на белковые рецепторы клеток «садятся» белки коронавируса, вызывающего MERS – ближневосточный респираторный синдром (Nature 16 27 Febr onl).

Проблема, однако, в том, что нарушения клеточного здоровья коренятся в ядре с его геномом. «Общение» ядра с цитоплазмой осуществляется посредством пор ядерной оболочки, или нуклеопротеиновых комплексов (НПК). Главный среди этих белков, образующих поры, – порин, который необходим для транспорта веществ в ядро и из него (сотни их молекул ежесекундно). Нарушения в этом тонком молекулярном механизме могут приводить к такому неизлечимому заболеванию, как прогерия (преждевременное старение), и, конечно же, к онкологическим заболеваниям.

Говоря об онкологических заболеваниях, можно заметить, что активации поринов помогает белок Ran, молекулярный родственник хорошо известного молекулярным онкологам белка Ras. Его мутации были поначалу выявлены в клетках саркомы крыс (Rat sarcoma, откуда и сокращенное название), а потом в опухолях человека. Так оказалось, что протеины регулируют и ядерные функции.

Одним из следствий опыта с мышами стало снижение плодовитости самцов, что привело к уменьшению числа мышей. Это случилось из-за близкородственных скрещиваний и было связано с утерей жизнеспособности спермиев. Китайские исследователи, работающие в Нанкинском медуниверситете, сумели получить жизнеспособные сперматиды – спермии без жгутиков-хвостиков – из эмбриональных стволовых клеток. В результате было получено здоровое потомство, достигшее к моменту публикации годовалого возраста (Cell Stem 16 25 Febr onl). А первого успеха в получении спермиев из стволовых клеток три года назад добились и в Институте бионаук в Шанхае.