2. Нобелевские премии

ПО МЕДИЦИНЕ ЗА 2002 г.

ЗА ИССЛЕДОВАНИЯ,

ПРОВЕДЕННЫЕ НА НЕМАТОДЕ

Лауреатами Нобелевских премий 2002 года в облас-ти физиологии и медицины за "открытия в области генетической регуляции развития органов и програм-мированной гибели клеток" стали два британских ученых - 75-летний Сидней Бреннер - , уроженец Юж-но-Африканской Республики, и 60-летний Джон Салс-тон, а также 55-летний американский исследователь Роберт Хорвитц (материалы ИНТЕРНЕТа). Эти отк-рытия проливают новый свет на развитие различных болезней, в том числе СПИДа, нейродегенеративных заболеваний и инсультов.

Фото 1,2,3.

Роберт Хорвитц Сидней Бреннер Джон Салстон

Научные достижения всех трех лауреатов базируются на многолетних наблюдениях за процессами развития, дифференциации и отмирания клеток в организме микроскопической нематоды Caenorhabditis elegans (C.

elegans). Первым на этого "червячка" еще в начале 60-х годов обратил внимание Сидней Бреннер. По словам старшего научного сотрудника Института биоорганической химии РАН Ирины Костанян, "найти более удачный объект для исследований было практически невозможно: размеры этого круглого червя не превышают одного миллиметра и состоит он всего лишь из девятисот пятидесяти девяти клеток. Короткое время генерации, ограниченное число клеток и, главное, прозрачность тела нематоды сделали возможным проведение генетического анализа клеточного деления, дифференциации и образования органов с помощью обычных микроскопов".

Бреннер показал, что разнообразные мутации в клетках нематоды обязаны своим происхождением специфическим генам, активность которых в процессе развития регулирует всю цепочку последовательных превращений этих клеток. Работы Бреннера послужили отправной точкой для исследований Джона Салстона, который разработал уникальный метод картирования клеток C. elegans, позволивший ему проследить за судьбой каждой отдельной клетки в теле нематоды, начиная со стадии оплодотворенного яйца. Используя этот метод, Салстон показал, что оплодотворенное яйцо претерпевает серию последовательных делений, в конечном счете приводящих к дифференциации и специализации клеток. Причем, все деления и дифференциация этих клеток инвариантны(для клонированных животных), т. е. у всех особей C. ele-gans данный процесс происходит строго по одному и тому же (детерминированному) сценарию.

В процессе развития нематоды образуется 1090 клеток (не больше и не меньше!), но тело взрослого

червя состоит лишь из 959 клеток, остальные же 131 "элиминируются" за счет специального механизма программированной гибели, апоптоза (в переводе с греческого - "отпадающий"). Салстон впервые морфологически описал стадии процесса клеточной гибели и идентифицировал мутации ряда генов, участвующих в этом процессе. В частности, именно он обнаружил, что белковый продукт гена nuc-1 необходим для деградации ДНК погибших клеток.

Работа Салстона были продолжена Робертом Хорвицем. Как отмечает Ирина Костанян, "в серии блестящих экспериментов он открыл в клетках C. elegans "смертоносные" гены ced-3 и ced-4, при активации которых запускается механизм клеточной гибели, а затем показал, что в клетках существует и механизм защиты от апоптоза - ген ced-9, белковый продукт которого, взаимодействуя с ced-3 и ced-4, блокирует их действие. Главная заслуга Хорвица состоит прежде всего в том, что он первым установил, что механизм клеточной гибели универсален и присущ клеткам всех многоклеточных организмов, включая человека".

Исследования C. Бреннера, Р. Хорвица и Дж.Салстона кардинально изменили современные представления о роли клеточной гибели в процессе нормального функционирования многоклеточных организмов. Их работа стала не только катализатором огромного числа исследований в области молекулярной биологии, клеточной биологии, эмбриологии, иммунологии, но и позволила по-новому взглянуть на патогенез многих заболеваний. Оказалось, что сбои в регуляции программированной клеточной гибели лежат в основе таких заболеваний, как болезни Альцгеймера и Паркинсона, инсульта,

инфаркта миокарда, при которых наблюдается неконтролируемый массовый апоптоз клеток. Злокачественные новообразования и аутоиммунные состояния, напротив, характеризуются тем, что дефектные клетки, которые в нормальных условиях уничтожаются организмом, продолжают существовать и активно делиться.

Благодаря открытиям ключевых механизмов, обус-ловливающих эти клеточные процессы, ученым-ме-дикам уже удалось разработать целый ряд современ-ных методов лечения онкологических заболеваний на основе использования агентов, запускающих "прог-рамму самоубийства" дефектных клеток.

ДИНАМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ПОКЛЕТОЧНОГО ДЕЛЕНИЯ НЕМАТОДЫ