Исправление ошибок и превращение нейтрино

Повестка дня
«Эксперт» №42 (961) 12 октября 2015
Названы лауреаты Нобелевских премий по химии и физике 2015 года
Исправление ошибок и превращение нейтрино

Премию по химии присудили шведу Томасу Линдалю, работающему в британском Институте Фрэнсиса Крика; ученому из медицинского Института Говарда Хьюза и Университета Дюка Полу Модричу и профессору университета Северной Каролины Азизу Санкару, которые объяснили, с помощью каких механизмов наш геном защищается от различных повреждений. Нобелевскую премию по физике получили Артур Макдональд и Такааки Кадзита. «за открытие осцилляции нейтрино, показывающее, что у нейтрино есть масса».

Присуждая премию по химии, члены Нобелевского комитета отметили, что каждый из трех лауреатов внес свой вклад в общее понимание процесса репарации ДНК. И это может открыть дверь для применения результатов их исследований, например, при разработке новых лекарств от рака.

Известно, что наш геном упакован в 23 хромосомы и насчитывает 3 млрд пар оснований нуклеотидов. Во время деления клеток, где задействован сложный процесс репликации длинных нитей нуклеотидов, возникают ошибки. Они могут возникать также под воздействием солнечного света и радиации, различных химических веществ. Эти ошибки в генетике называются мутациями. С одной стороны, если бы мутаций не было, не было бы эволюции. С другой — некоторые мутации приводят к возникновению заболеваний. Вспомним хотя бы ошибку в геноме королевы Виктории, в результате которой ее внучка и жена Николая II Александра Федоровна родила больного гемофилией сына Алексея. По словам профессора Бостонского университета Максима Франк-Каменецкого, это послужило генетическим катализатором революции (вследствие привлечения ко двору ненавистного народу Распутина).

Если бы ошибки со временем множились, существование человечества было бы под вопросом. Поэтому природа придумала несколько механизмов защиты нашей генетической информации. Томас Линдаль еще в 1960-х, сразу после открытия структуры ДНК, озаботился вопросом стабильности генома. Он изучал деградацию РНК и задумался: ДНК тоже может разрушаться, но при этом, по логике, должны существовать механизмы, исправляющие ошибки. Считается, что своими работами Линдаль открыл двери в мир, который называется репарацией генома, или исправлением ошибок.

Азиз Санкар изучал деградацию ДНК под воздействием УФ-излучения. Ему удалось определить, выделить и охарактеризовать ферменты, которые находят повреждения в ДНК и удаляют ошибочные фрагменты. Как оказалось, в нашем организме существует несколько систем выявления и устранения ошибок. Одну из них обнаружил Пол Модрич. Механизм включается при обнаружении ошибочно спаренных нуклеотидов. Он описал весь процесс, в результате которого дефект обнаруживается, вырезается и восстанавливается новая дочерняя нить ДНК, без ошибок.

А открытие, сделанное Артуром Макдональдом, руководителем эксперимента по исследованию солнечных нейтрино в нейтринной обсерватории Садбери (SNO) в Канаде, и Такааки Кадзитой, лидером проекта «Супер-Камиоканде» и в настоящее время директором Института космических исследований (ICRR) Токийского университета, повлечет за собой пересмотр некоторы