Сегодня - 29.03.2017

Золото генной терапии

16 февраля 2017

Большая золотая медаль имени М. В. Ломоносова — высшая награда РАН. Начиная с 1959 года ее ежегодно вручают двум ученым, российскому и иностранному, работающим в одной области. Медаль 2016 года присудили исследователям, имеющим непосредственное отношение к Институту химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН: академику Дмитрию Георгиевичу Кнорре и лауреату Нобелевской премии по химии Сиднею Альтману.

«За выдающийся вклад в области химии нуклеиновых кислот, аффинной модификации биополимеров, становлении важнейшего направления фармакологии — терапевтических нуклеиновых кислот и развитии методов генной терапии» — так сформулированы достижения, за которые наградили Дмитрия Георгиевича Кнорре. Первый директор Института биоорганической химии СО АН СССР (с 2003 года — ИХБФМ СО РАН), специалист в области молекулярной биологии — под его руководством проводили работы по созданию ген-направленных биологически активных веществ на основе олигонуклеотидов (коротких фрагментов ДНК или РНК). Исследования, выполненные Дмитрием Георгиевичем Кнорре и его учениками, заложили основу для направления в фармакологии, которое сегодня развивается во всем мире: конструирование препаратов нуклеиновых кислот для регуляции экспрессии генов (то есть преобразования наследственной информации от гена в РНК и далее в белок).
 
«Российскому ученому…»
 
Дмитрий Кнорре— Дмитрий Георгиевич, Вы долго занимались изучением нуклеиновых кислот, расскажите о сфере своих научных интересов.
 
— Нуклеиновая кислота — это полимер, построенный из четырех мономеров. В первичном варианте генетическая информация заложена в молекулах дезоксирибонуклеиновой кислоты, которая сейчас всем известна как ДНК. Ее структура — огромная область исследований, и естественно, что одна лаборатория может заниматься только какой-то частью этой проблемы. Поскольку нуклеиновые кислоты играют очень важную химическую роль во всем живом мире, перед учеными стоят разные задачи в их изучении. В частности, интерес представляет управление свойствами кислот, например, через определенные химические воздействия: этим занимаются во всем мире, в том числе и в созданной мною лаборатории. 
 
Научный интерес представляет то, как ведут себя нуклеиновые кислоты в живом организме (это важно прежде всего для изучения патологий), но для такой работы нужно сделать их видимыми, чтобы отделить от остальных. С этой целью к ним можно присоединять специальные группы-репортеры. В частности, в моей команде Татьяна Сергеевна Годовикова задействовала для этой цели атомы фтора: в мягких тканях организма его практически нет, только в костях, поэтому за ним удобно следить методом магнитного резонанса.
 
— Вы стояли у истоков исследований в области молекулярной биологии в Сибири. С какими трудностями приходилось сталкиваться?
 
— Весь бум вокруг нуклеиновых кислот возник в пятидесятые годы ушедшего века и был вызван открытием Освальда Эвери, впервые обнаружившего, что они являются носителями наследственной информации (раньше, в XIX веке, это качество приписывалось белкам). А в 1953 году Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик установили структуру ДНК, которая объясняла ее свойства. 
 
Я приехал в Сибирь в 1961 году. В это время стояла задача определять последовательность мономеров в полимере, за которую мы, молодые ученые, и взялись, хотя и не внесли в эту область значимого вклада — мировые исследования тогда ушли вперед слишком большими шагами. Это было время холодной войны, когда существовало много санкций, и у нас не было необходимой для работы базы. Для начала нужно было иметь на руках нуклеотиды: мы организовали их производство из молок (семенников самцов) лосося — это была технологическая работа, с которой наш институт в свое время хорошо справился. Исследования сдвинулись с мертвой точки. Потом, когда появились валютные средства, мы стали изучать реакции синтеза полимеров методом магнитного резонанса на ядрах фосфора. Здесь мы действительно заметно преуспели: когда я в то время приехал в Гамбург к коллеге, он сказал, что мы опередили его в своих исследованиях. 
 
По образованию я химик, и нас интересовала возможность именно химических воздействий на нуклеиновые кислоты. В благоприятный момент нам удалось купить прибор для изучения быстропротекающих процессов — благодаря чему мы делали довольно пионерские работы, и сейчас, мне кажется, исследования сильно продвинулась вперед.
 
— Если говорить о современном состоянии области, какое место эти работы занимают в мире?
 
— Я бы сказал, что сейчас есть два направления, в которых мои ученики очень преуспели. Во-первых, это изучение репарации ДНК: нуклеиновые кислоты чувствительны к воздействиям, и в силу этой хрупкости огромное значение имеют методы оперативного исправления повреждений. В лаборатории члена-корреспондента РАН Ольги Ивановны Лаврик изучают ферменты, которые вырабатываются различными организмами (в том числе человеком) для репарации. 
 
Во-вторых, изначально, когда только создавался Институт биоорганической химии, у меня был наполеоновский замысел поставить изучение основных этапов создания и сохранения наследственной информации на человеческих рибосомах (частицах, содержащих десятки белков, молекулы РНК). Пока это невероятно сложная система, которой занимаются в лаборатории доктора химических наук Галины Георгиевны Карповой. 
 
«Иностранному ученому…»
 
Сидней АльтманБольшая золотая медаль им. М. В. Ломоносова также присуждена американскому молекулярному биологу Сиднею Альтману. 
Профессор Альтман стал известен благодаря открытию каталитической функции РНК, за которое в 1989 году получил Нобелевскую премию — прежде считалось, что этими свойствами обладают только белковые молекулы. После этого он посвятил свою жизнь исследованию структурно-функциональных особенностей различных РНК и разработке подходов к адресному воздействию на внутриклеточные РНК с использованием природных механизмов. 
 
В 2013 году под его руководством по программе мегагранта в Институте химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН была сформирована лаборатория биомедицинской химии. Ее цель — создание ген-специфических препаратов, действующих как антибактериальные и противовирусные, то есть конструкций на основе нуклеиновых кислот, которые в перспективе сами должны обеспечить свое проникновение в клетки (микроорганизмов, чтобы уничтожить патогенный источник, или эукариотические в случае вирусных инфекций). Работа по мегагранту уже завершена, но лаборатория продолжает действовать, и сейчас перед ней стоят новые цели: поиск подходов к направленному созданию олигонуклеотидных конструкций с заданными свойствами и разработка молекулярного инструментария для диагностических целей. 
 
— Со временем Сидней Альтман пришел к так называемым олигонуклеотидным конструкциям, которые он назвал «молекулярными гидами» потому, что они подводят к определенному гену РНК и выключают его функцию, — объясняет нынешний заведующий лабораторией биомедицинской химии член-корреспондент РАН Дмитрий Владимирович Пышный. — Это позволило решить, что вклады Дмитрия Георгиевича и профессора Альтмана близки в рамках одного направления. Школа Кнорре вела к созданию химических реагентов, способных самостоятельно найти нужный ген в клетке и как-то на него воздействовать, а Сидней Альман предлагал для этой же цели задействовать внутренние клеточные механизмы.
 
Наталья Бобренок
 
Фото: из открытых источников (анонс), предоставлено ИХБФМ СО РАН (1,2)
 
Ваша оценка: Нет Средняя: 5 (4 votes)
Поделись с друзьями: 
 

comments powered by HyperComments

Система Orphus