"Мы долго шли к этому открытию…"
Газета "Наука в Сибири" № 1 (2886) от 11 января 2013 г.
В конце 2012 года молодыми учёными из Института молекулярной и клеточной биологии СО РАН были получены сразу три престижных премии — лореалевская, имени ак. Д. К. Беляева и премия Европейской академии наук, причем последние две завоевала кандидат биологических наук Татьяна Зыкова из лаборатории хромосомной инженерии (зав. лаб. д.б.н. С.А. Демаков).
Как говорит директор института академик И.Ф. Жимулев, вряд ли в ближайшее время институт сможет подобное повторить.
Премия Европейской академии наук для молодых учёных — особо значимая награда. Европейская академия славится своей объективностью и беспристрастностью, и если вас "заметили и отметили", значит, заслуженно. Эта академия была организована в девяностые, в ней есть секции по различным наукам и имеется довольно большая фракция представителей нашей страны (от Сибири — академики Д.Г. Кнорре и И.Ф. Жимулев, остальные — москвичи), клуб российских учёных, возглавляет который один из самых цитируемых российских учёных академик В.П. Скулачев (его индекс цитирования — 15 тысяч!).
Перед отбором лауреатов, выдвинуть кандидатуры которых может любой член Европейской академии, объявляется конкурс. Примечательно то, что Татьяна Зыкова, подготовив и оформив все бумаги, как полагается, забыла о представлении, то есть, по сути, выдвинула себя сама. Однако, несмотря на это незначительное отступление от регламента, цикл работ по структурно-функциональной организации интерфазных хромосом эукариотов с использованием модельного объекта дрозофилы прошёл. И это говорит само за себя.
Чем же примечательны исследования, проведенные Т. Зыковой? Рассказывает академик И.Ф. Жимулев:
— Дело в том, что в хромосоме есть два типа хромосом. Структуры одного типа — митотические — служат для передачи наследственной информации при клеточных делениях. ДНК в них уложена предельно компактно для удобства передвижений хромосом во время клеточных делений. Хромосомы второго типа — интрефазные — необходимы для считывания наследственной информации между клеточными делениями. ДНК в них деконденсирована, поэтому хромосома имеет размеры, близкие к диаметру ДНК, т.е. за пределами разрешения микроскопа. Увидеть их невозможно, и решения об их организации принимаются на основе экстраполяций экспериментальных молекулярно-генетических данных. У дрозофилы существуют гигантские интерфазные хромосомы. Эти хромосомы были открыты около 80 лет назад и называются политенными или многонитчатыми. Они, в отличие от обычных, очень большие, в тысячи раз больше.
Так вот, первый вывод из работы Татьяны заключается в следующем: она доказала, что те структуры, которые видно в политенных хромосомах дрозофилы, точно такие же, как и у остальных интерфазных хромосом. Была определена их протяженность на карте ДНК, а кроме того, наборы белковых молекул, которые расположены на этих структурах ДНК. Поэтому можно сделать вывод о том, что всё обнаруженное на политенных хромосомах реально существует и у обычных хромосом. Такие предположения выдвигались и раньше, однако уверенности в этом не было. И именно сейчас это было доказано. Конечно, исследования по данной тематике идут в мире широким фронтом, но именно Татьяне удалось увидеть то, что можно взять и применить.
Детали уточняет и сама Т. Зыкова:
— Наша лаборатория хромосомной инженерии называется так потому, что можно «инженерить» разные конструкции на базе ДНК, переносить гены из одного организма в другой, комбинировать, ставить гены в провокационное положение, заставлять их работать там, где ген никогда не работал и т.д. Сейчас в мире образовалась большая группа людей, порядка двухсот человек (в основном, из американских лабораторий), которые на основе высочайших молекулярно-генетических технологий занимаются картированием не только белков, но и различных факторов на молекулярной карте ДНК в масштабах всего генома дрозофилы — так называемый проект modEncode. Использование дрозофилы в качестве модельного объекта очень удобно; как известно, около 60 % генов дрозофилы одинаковы с человеческими. Эти учёные картировали различные белки хроматина, комплексов начала репликации ДНК, РНК-полимеразы, словом, около двухсот белков на молекулярной карте. Мы же использовали данную информацию для нашей работы и смогли наложить все эти данные на то, что наблюдали в микроскоп — декомпактные (то есть открытые) и компактные структуры, на реальную структуру хромосом.
Группа из нашей лаборатории к этому долго шла, накопилось множество данных, после чего, собственно, мы увидели, как всё устроено на молекулярном уровне и смогли сделать определенные выводы. Сейчас сопоставляем все эти структуры, диски и междиски, с генами: наложили гены на данную структуру и увидели, что декомпактные области соответствуют определенным участкам генов, а именно — началу генов, т.е. промотеру. Они содержат определенные специфические наборы белков, которые, видимо, удерживают их в таком открытом состоянии постоянно, так что эти гены работают. Как оказалось, они работают во всех тканях, на всех стадиях — это так называемые «гены домашнего хозяйства», жизненно важные гены, которые постоянно функционируют. Естественно, пока это чисто фундаментальные исследования, ведь изучение организации генов, их работы важно для получения новых знаний, понимания человеческого организма.
Ю. Александрова, "НВС"
Фото автора