Ежедневно в каждой клетке человека случается, по приблизительным оценкам, от 10 до 100 тысяч повреждений: кодирующие основания ДНК отщепляются, происходят разрывы под воздействием естественных для организма биохимических процессов или внешних факторов, например солнечного света. Но мудрая природа предусмотрела “бюро ремонта” — систему репарации ДНК: в каждой клетке есть набор ферментов, которые распознают и удаляют повреждения. С возрастом система репарации у человека ослабевает, поэтому возникают заболевания — сердечно-сосудистые, онкологические, нейродегенеративные. Неудивительно, что изучение систем репарации ДНК — очень популярная в мире тематика.
— Сложилось так, что именно в нашем институте был создан российский центр по исследованию репарации систем ДНК — этим занимаются четыре лаборатории, — рассказывает заведующая лабораторией биоорганической химии ферментов член-корреспондент РАН Ольга Лаврик. — Система, которую мы изучаем, — система репарации окисленных оснований — повреждений ДНК, которые возникают при окислительных процессах, неизбежных в любом организме.
В нашей лаборатории исследован и описан полный набор ферментов, осуществляющих процесс репарации. В институте уникальная биохимическая база, единственная в России, — она создавалась долгие годы, в том числе за счет партнерства с зарубежными лабораториями, особенно хотелось бы выделить сотрудничество с французскими учеными.
Сегодня мы можем легко реконструировать систему исправления повреждений — от начала до конца. Посмотреть, как она работает при включении того или иного фактора. Скажем, актуальная проблема: при секвенировании белков, включенных в репарацию, находят точечные модификации, которые часто связаны с заболеваниями, такими как онкологические и нейродегенеративные. Распространенная медицинская практика — определять эти модификации и ставить их в соответствие с какими-либо заболеваниями при тестировании образцов от больных.
Но на самом деле научная проблема глубже: совершенно не выяснена роль таких модифицированных белков-компонентов систем репарации на молекулярном уровне. Это большая биохимическая работа, требующая объединения усилий разных специалистов. В ИХБФМ такая группа ученых есть. Жаль только, что в Новосибирском академгородке так и не создан центр по рентгеноструктурному анализу белков на базе Института ядерной физики, несмотря на все усилия заинтересованных пользователей.
— Можно лечить генетические заболевания, исправляя геном человека, уже даже известно, как это делать. Но такой метод — перспектива далекого будущего: пока подобные технологии не разрешены, — добавляет заведующая лабораторией исследования модификации биополимеров доктор химических наук Ольга Федорова. — В перспективе ферментные подходы можно будет использовать для создания препаратов на основе белковых молекул.
Однако кое-что наши исследования могут дать практической медицине и сегодня. Мы начали искать очень простые молекулы, которые могут выступать либо усилителями, либо ингибиторами систем репарации. С помощью усилителей можно восстановить слабо работающую систему репарации, а с помощью ингибиторов — подавить сопротивление опухолевых клеток применению химио- и радиационной терапии. И мы были первыми, кто получил патент на ингибиторы, — пять лет назад открыли такие молекулы. Но этим ингибиторам еще предстоят доклинические и клинические испытания, на что нужно и отдельное финансирование, и соответствующие специалисты.
Другая важная проблема — диагностика: определение состояния систем репарации конкретного человека, чтобы подобрать персонал для работы в разных условиях — в жарком климате, на атомных станциях. Например, еще в советское время у наших специалистов, работавших в Африке, часто развивались онкологические заболевания — солнечный свет оказывает вредное воздействие на системы репарации, особенно у людей, выросших в других климатических условиях. И вскоре этих проблем удастся избежать — диагностика для подбора персонала станет реальностью при использовании современных методов мониторинга активности систем репарации.
Ольга КОЛЕСОВА
Полностью спецвыпуск представлен в формате pdf
Нет комментариев