ДНК с круговым движением

Наука и технологии
Москва, 08.10.2012
«Эксперт» №40 (822)
Американские ученые русского происхождения показали механизм возникновения тяжелых болезней, связанных с необычным изменением структуры генома. Эти знания важны как для диагностики, так и для поиска лекарств против трех десятков генетических заболеваний человека

Рисунок: Константин Батынков

Года два назад в Бостоне в научной лаборатории мне показали снимок одной американской семьи: здоровая бабуля, рядом — ее дочь с застывшим из-за частичного паралича лицом и внук, который уже не может держать голову. Остальные многочисленные проблемы мальчика на фото не видны. Это — пример страшной нейродегенеративной болезни, атаксии Фридрейха, которая невероятно прогрессирует из поколения в поколение. Причина тому — нарушение генома.

Недавно опубликованные результаты широкомасштабного проекта ENCODE показали, из чего состоит та часть нашего генома, которую раньше называли мусорной (см. «Раздутый аппарат генома», «Эксперт» № 38 за 2012 год). В том числе в этих 99% генома часто попадаются длинные повторы одних и тех же групп нуклеотидов. По одной из версий, эти повторы возникали из-за присущей ДНК «эгоистичности»: она любит себя копировать по поводу и без. Считается, что в некодирующей части генома повторы ничем особым не занимаются. Однако они частенько попадаются и в генах, кодирующих белки, и могут привести к довольно-таки драматическим последствиям. Вопрос в количестве или длине таких повторов. Если их не больше трех-пяти десятков, они, похоже, никак не влияют на работу генов. Если две сотни — могут возникнуть проблемы в пожилом возрасте. Но если еще больше — тогда беда. Удлинение от двухсот повторов до нескольких тысяч приводит к болезни. Молодые люди до 25 лет вдруг начинают страдать от шаткости при ходьбе, частых падений, затем возникают проблемы с сердцем. Еще одна неприятность связана с тем, что в следующем поколении заболевание может принять более тяжелую форму.

Механизм возникновения этой болезни разгадали американские ученые — наши соотечественники: профессор бостонского Университета Тафтса Сергей Миркин в соавторстве с профессором Технологического института Джорджии Кириллом Лобачевым, а также профессорами Института исследований рака имени Эппли при медицинском центре Университета Небраски Юрием Павловым и Полиной Щербаковой. Часть исследований была опубликована в октябре в престижном научном журнале Molecular Cell (вскоре должно выйти продолжение в журнале Cell Reports). По мнению одного из рецензентов, генетическая мощь проведенных исследований ошеломляет.

Сплошное га-га-га

Повторы всего трех нуклеотидов GAA, превращающиеся в длинную цепочку триплетов GAA GAA GAA GAA GAA и т. д. в составе гена, кодирующего белок фратаксин, в норме есть у каждого человека. Фратаксин исполняет транспортную функцию — он выводит из митохондрий трехвалентное железо. Если функция нарушена, к примеру, супердлинными повторами из GAA, митохондрия переполняется катионами железа и, как следствие, свободными радикалами, поражающими самые метаболически активные клетки — нейроны, а также клетки миокарда, сетчатки, костной системы. Сергей Миркин показывает фотографию семьи. Родители практически здоровы: у каждого — промежуточное (порядка 150) число копий GAA-повторов. А двое из троих детей унаследовали от каждого родителя удлиненную версию повтора и в результате по

У партнеров

    «Эксперт»
    №40 (822) 8 октября 2012
    Рождаемость
    Содержание:
    Мало кто верил, но это случилось

    Рождаемость в России растет, уже в нынешнем году впервые за двадцать лет убыль населения может снизиться до нуля. Этих изменений недостаточно для решения демографической проблемы, но они носят глубинный характер

    Международный бизнес
    Экономика и финансы
    Потребление
    На улице Правды
    Реклама