отвечающих за терморегуляцию у млекопитающих, изменились несколько аминокислот, что и привело к изменению термостата.
Гладышев рассчитывал найти генетические изменения, связанные с тем, почему они не чувствуют боль от кожных ожогов и никогда не испытывают зуд.
– Мы нашли-таки ген, который отвечает за производство пептида (короткой белковой молекулы), связанного с чувством боли. Значит, этот пептид не полностью отсутствует, но в коже он не синтезируется, – объяснял Вадим Гладышев.
Генетический анализ дал ответ и на другой вопрос: почему землекоп голый. Исследователи «увидели» такую же мутацию, что приводит к появлению «лысых» крыс. Они также нашли генетические изменения, которые позволяют землекопу долгое время жить при дефиците кислорода.
Статья Гладышева и соавторов была опубликована в журнале Nature, что означало высшее признание работы. Она открыла путь другим ученым в поиске ответов на два главных вопроса: почему голый землекоп не болеет раком и почему он не стареет. В интервью сайту журнала Гладышев сказал следующее: «Мне кажется, в настоящее время для изучения конкретного организма знание генома так же полезно, как, например, теория эволюции для биологии. Это и основа, на которую всё нанизывается, и система для изучения. В этом плане голый землекоп ничем не отличается от других организмов. Странно только, что геном такого интересного млекопитающего не был определен раньше».
5
Вера и Андрей продолжили свои исследования, опираясь уже на эти новые знания. Они снова начали работать с клетками животных и обнаружили интересную особенность: клетки человека, мыши и большинства млекопитающих растут и делятся до тех пор, пока не сталкиваются с соседними клетками. Такой контакт вынуждает их либо прекратить деление, либо они просто гибнут. Либо образуются скопления клеток, некоторые из которых перерождаются в раковые. Но клетки голого землекопа вели себя совершенно по-другому – они прекращали рост и деление гораздо раньше, чем клетки мышей, не вступая в контакт друг с другом. Это было очень странно. Тогда Вера и Андрей решили искусственно спровоцировать рост клеток землекопа и потерпели неудачу. Поместив их в питательную среду, они через несколько дней увидели, что клетки превратили жидкость в густой сироп.
«Мы должны во что бы то ни стало выяснить, что это такое», – Вера никак не могла успокоиться, она чувствовала, что они близки к разгадке.
Вся лаборатория работала день и ночь, посменно. В свою «смену» молодой постдок Кристофер Хайн приблизительно определил структуру этого вязкого сиропа, препятствующего росту клеток землекопа. Вещество состояло из цепочечных молекул, очень знакомых, напоминающих что-то – они все пытались вспомнить что.
«Да это же гиалуроновая кислота, молекулами которой наполнено наше тело!» – Вера и Андрей не могли поверить в такую удачу. Это было так просто! Исследовав вещество, которым было заполнено межклеточное пространство землекопов, Горбунова и Силуанов обнаружили, что грызуны производят пятикратное по сравнению с человеком количество гиалурона, но кроме того это была высокомолекулярная форма гиалуроновой кислоты. Теперь оставалось выяснить главное: могут ли такие длинные молекулы избавить грызунов от рака. Они добавили в популяции клеток землекопов специальные ферменты, которые должны были разрушить гиалуроновую кислоту, и стали ждать. Клетки начали расти – точно так же, как и мышиные. Исследователи продолжили эксперимент и «выключили» у землекопа ген, отвечающий за образование гиалуроновой кислоты, и одновременно ввели вирус, вызывающий рак. Прежде эта вторая манипуляция не давала эффекта, но теперь у землекопов начали образовываться раковые клетки. Значит, именно кислота играет главную роль.
Они сформулировали гипотезу: одно из объяснений антираковой устойчивости голого землекопа заключается в том, что клетки при попытке бесконтрольного деления просто увязают в веществе межклеточного пространства и не способны образовать опухоль. Гиалуроновая кислота блокирует размножение клеток и удерживает их на месте – таким образом она может остановить развитие злокачественной опухоли на очень ранней, предраковой стадии.
Хотя, возможно, одного этого недостаточно, и кроме того, исследователи не получили объяснения «вечной молодости» грызуна:
– У нас есть одна гипотеза: гиалуроновая кислота способствует долголетию, защищая клетки от стресса, но это предмет будущих исследований. Так же, как использование этих новых знаний в медицине. Возможно, повышение содержания гиалуроновой кислоты у людей с высоким риском рака способно предотвратить его развитие. Как это сделать? От простых инъекций до влияния на работу разлагающих ее ферментов при помощи простых молекул.
Статья, опубликованная в том же Nature, вызвала подлинную сенсацию. Это открытие пытались использовать даже косметические салоны, где, как известно, гиалуроновая кислота является основным компонентом для омолаживающих кожу инъекций.
– К защите от рака это никакого отношения не имеет, – отбивалась Вера от глянцевых журналов. Чего-чего, а подобной реакции они совершенно не ожидали. – В организме среднего человека весом 70 килограмм содержится всего лишь 15 грамм гиалурона, треть из которых ежедневно обновляется, то есть распадается и синтезируется вновь. С годами выработка гиалуроновой кислоты резко сокращается, из-за чего кожа теряет упругость, появляются морщины и дают о себе знать заболевания суставов. Кроме того, речь идет о низкомолекулярной форме, а организм голого землекопа вырабатывает более эффективную высокомолекулярную.
– И все-таки такое огромное количество гиалуроновой кислоты способствует тому, что кожа у землекопов очень мягкая и эластичная и практически не стареет, – говорил Андрей журналистам, поглаживая маленького уродца с двумя клыками, торчащими вперед.
* * *
После статьи в Nature Горбунова и Силуанов получили грант Национального института старения США в размере 9,5 миллионов долларов на исследование факторов, влияющих на продолжительность жизни и долголетие у различных видов грызунов. Целью является создание в будущем технологий продления жизни у человека. Вера и Андрей стали организаторами этого проекта, в котором участвуют также группы профессоров Вадима Гладышева из Гарварда и Яна Вайга, руководителя отдела генетики Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна из Нью-Йорка. Проект стартовал в 2014 году, и сейчас его участники пытаются вывести мышь, которая будет иметь ген голого землекопа, позволяющий произвести «нужную гиалуроновую кислоту в нужном количестве». Тогда эта мышь будет защищена от рака и будет жить гораздо дольше. Если этот эксперимент окажется удачным, исследователи попробуют использовать эту технологию в клинике.
А ведь всего за пять лет до этого в «постерном пабе» Куинс-колледжа они спорили о том, когда же расшифровка генома голого землекопа станет реальностью…
Глава 5
Теломеры: в конце – начало
1
Почта Элизабет Блэкберн разбухла от писем, и большую их часть она не в состоянии была читать сама – такова участь нобелевского лауреата, по крайней мере в первые месяцы после получения премии. К рутинной научной переписке добавились сотни приглашений выступить с лекциями, принять участие в конференциях, вопросы научного характера и просто вопросы от обычных людей, ну
