Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
6 декабря 2016, вторник, 03:51
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

10 октября 2012, 20:03

Александр Шпаков: «Главная цель сегодняшних лауреатов – понять замысел Бога»

Прыжок в будущее

Александр Олегович Шпаков, доктор биологических наук, зав. лаборатории молекулярной эндокринологии Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН (Санкт-Петербург) прокомментировал для «Полит.ру» значение научного вклада лауреатов Нобелевской премии по химии 2012 года – Роберта Лефковица (Robert J. Lefkowitz) и Брайана Кобилки (Brian K. Kobilka). Беседовала Наталия Демина.

Были ли вы удивлены, что Нобелевскую премии получили именно эти два исследователя? И что Нобелевский комитет обратил внимание на эту область науки?

Я считаю, что выбор Нобелевского комитета более, чем правильный. Это два гениальных биохимика, которые длительное время работают в области молекулярной эндокринологии, изучая тонкие молекулярные механизмы рецепции гормонов и передачи гормонального сигнала в клетку. В области изучения гормональных рецепторов и сопряженных с ними внутриклеточных сигнальных каскадов работают сотни, и даже тысячи талантливых ученых, но мне сложно назвать кого-то из них, чьи открытия и вклад в сигнальную трандукцию был бы сопоставим с тем, что сделали Лефковиц и Кобилка.

Стоит особо подчеркнуть, что они получили Нобелевскую премию по химии, хотя это работа выполнялась на стыке наук – биохимии, молекулярной биологии, биофизики, фармакологии, и она не в меньшей степени могла бы стать Нобелевской премией по биологии и медицине.

Возможно, решение Нобелевского комитета связано с тем, что лауреаты использовали в своей работе подходы, которые включают классические физико-химические методы анализа, многие из которых были разработаны и усовершенствованы ими, а также с тем, что колоссальное внимание они уделяли изучению конформации рецепторов и структуре комплексов между молекулами рецепторов и гетеротримерных ГТФ-связывающих белков, что уже непосредственно относится к предмету химии.

Наконец, сделанные ими открытия вносят неоценимый вклад в химию трансмембранных белков, олигомерных белковых комплексов, помогают понять молекулярную суть взаимодействия гормона с рецептором и те структурные изменения, которые это взаимодействие вызывает в рецепторе и нижележащих сигнальных белках.

В чем важность научного вклада Лефковица и Кобилки?

В природе существуют много типов рецепторов. Некоторые из них пронизывают мембрану один раз и относятся к семейству тирозинкиназных рецепторов. К таким рецепторам, например, относится рецептор инсулина. Но подавляющее большинство рецепторов (более 80%) – это рецепторы серпантинного типа, которые семь раз пронизывают мембрану и способны взаимодействовать с гетеротримерными ГТФ-связывающими белками.

Рецепторы, сопряжённые с G-белками, имеют семь α-спиралей, пронизывающих мембрану

Рис. Рецепторы, сопряжённые с G-белками, имеют семь α-спиралей, пронизывающих мембрану. Источник: Википедия

Эти рецепторы появились еще на заре эволюции, их прообразы есть даже у бактерий. Благодаря этим рецепторам живая клетка воспринимает сигналы, которые регулируют ее жизнедеятельность. Эти рецепторы вовлечены в коммуникацию между клетками, что важно как для одноклеточных, так и для сложноорганизованных многоклеточных организмов. Но как работают рецепторы серпантинного типа, как они взаимодействуют с гормонами и, самое главное, как они точно и быстро передают сигнал к определенным внутриклеточным мишеням – это еще 20-30 лет назад было одной из интригующих загадок.

Эту тайну и разгадали Нобелевские лауреаты нынешнего года. Они показали, какие участки рецептора включены в связывание гормона, какие необходимы для взаимодействия с ГТФ-связывающими белками, которые, в свою очередь, распределяют сигнальные пути внутри клетки, какие участки вовлечены в регуляцию самого рецептора. Они показали, что внеклеточные петли и образуемый рецептором трансмембранный канал нужны для связывания гормона, а внутриклеточные петли имеют много специальных участков, каждый из которых специфично связывается с определенным типом ГТФ-связывающего белка.

Они увидели этот процесс, как удивительное движение больших и маленьких молекул, как волшебный танец аминокислотных последовательностей, как нечто цельное и неповторимое. Точно так же, как когда-то Дмитрий Иванович Менделеев сложил из несвязных между собой кирпичиков-элементов Периодическую таблицу. В этом и состоит гениальность – сложить воедино невообразимое множество фактов и событий.

В чем практическое значение их открытий?

 

Александр Шпаков

Его трудно переоценить. Более 50% всех фармакологических лекарственных препаратов в той или иной степени действуют на рецепторы серпантинного типа и на регулируемые ими сигнальные каскады. Это и лекарства, направленные на лечение заболеваний сердечно-сосудистой системы. Следует подчеркнуть, что основные достижения и успехи были достигнуты Лефковицем и Кобилкой при изучении ими адренергических рецепторов, которые самым непосредственным образом вовлечены в контроль работы сердца, сосудов. Это и создание новых поколений препаратов для лечения онкологических заболеваний, тем более, что рецепторы серпантинного типа играют ключевую роль в развитии опухолей, их метастазировании. Это и заболевания центральной нервной системы. Большинство рецепторов в мозге, контролирующие поведение, эмоции, когнитивные функции – это рецепторы серпантинного типа. Через них, например, действуют такие широко известные регуляторы нервной системы, как серотонин, дофамин, меланокортин. Глубинные механизмы работы многих из этих рецепторов также были изучены Лефковицем и Кобилкой.

Какие чудеса они только не творили с рецепторами, чтобы раскрыть их тайны. Заменяли отдельные аминокислотные остатки, меняли местами целые куски рецепторов, создавали удивительные химеры и мутантные формы.

Они, как Микеланджело, ваяли новые, невиданные доселе структуры и образы, заставляли их работать, и доказывали этим правильность своих гипотез и воззрений.

В присуждении нынешней премии есть некая преемственность. 18 лет назад, в 1994 году, два выдающихся ученых Альфред Гилман (Alfred G. Gilman) и Мартин Родбелл (Martin Rodbell) также получили Нобелевскую премию за открытие гетеротримерных ГТФ-связывающих белков, называемых G-белками, и установление роли этих белков в сигнальной трансдукции. Уже тогда было показано, что G-белки являются вечными спутниками и главными партнерами рецепторов серпантинного типа.

И вот Лефковиц и Кобилка сделали нобелевскими теперь уже рецепторы серпантинного типа. Лефковиц, особенно в последние годы, сделал еще одно очень важное открытие – рецепторы и G-белки не одиноки в микромире и у них есть еще целая семья партнеров, называемых белками-регуляторами сопряженного с G-белками сигналинга. Открытие этих белков перевернуло многие современные представления о том, какие механизмы определяют селективность передачи гормонального сигнала в клетку, кто может облегчить или, напротив, запретить такую передачу. Эти белки – серые кардиналы сигнальной трансдукции. Но королями в ней, безусловно, являются рецепторы и G-белки.

В чем разница, а в чем схожесть работы научных групп Роберта Лефковица и Брайана Кобилки?

Я думаю о разнице между учеными говорить вообще не корректно. Все они разные, особенно гении. Но в их исследованиях, в их подходах много общих точек, много пересечений. Главная цель сегодняшних лауреатов – понять замысел Бога, закодированный в простой, но вместе с тем удивительно гибкой системе гормон-рецептор-G-белок. Они закрутили длинную аминокислотную цепь рецепторов в причудливый гептагеликальный трансмембранный канал, в который как ключ в замок входит молекула гормона. Они прочувствовали каждый сегмент рецептора, каждую его извилину и изгиб, каждую спираль и каждый поворот, и нашли каждому элементу его особое место в процессе воплощения скрытой в гормоне информации в жизненную силу клетки.

В пользу общности их научного пути свидетельствует не только много ранних совместных работ, но и статья, опубликованная в журнале Journal of Receptor and Signal Transduction Research в 2010 году, посвященная строению и функциональной роли олигомерных комплексов рецепторов серпантинного типа. Парадоксально, но эта статья родилась во время конференции в Каролинском институте в рамках Нобелевского форума.

Есть ли какие-то нерешенные проблемы в этой области?

Самое удивительное в их открытии – они показали, что мы находимся только в начале пути, ведущего к познанию сложнейшей системы передачи сигнала в клетку. Благодаря Лефковицу и Кобилке мы поняли некоторые механизмы, но еще не осознали общий замысел. До конца не известно, как работают адапторные и регуляторные белки, контролирующие функции рецепторов серпантинного типа и G-белков, только разрабатываются подходы для адресной активации внутриклеточных сигнальных каскадов, до конца не понятно, почему процесс сигнальной трасдукции протекает на порядки быстрее, чем это должно быть, исходя из представлений классической кинетики химических реакций.

Большая часть рецепторов вообще не изучена – имеется только полтора десятка рецепторов-счастливчиков, с которыми ведутся системные исследования. Геномы человека и других организмов буквально напичканы мистерами-Х, которые претендуют на роль рецепторов, но их жизненный путь и амплуа никому не ведомы.

Тысячи ученых во всем мире замерли в восхищении перед этой грандиозной Тайной. Чтобы ее постичь необходимо много ключей. Лефковиц и Кобилка дали нам часть из этих ключей, дали благодаря принципиально новой идеологии, новому взгляду на информационные врата клетки.

Что означает научные достижения двух лауреатов для простых людей? Какие лекарства уже разработаны? О лечении каких болезней может идти речь?

Я уже подчеркнул, что большинство лекарств так или иначе связаны с рецепторами серпантинного типа, а, значит, и с открытиями Лефковица и Кобилки. Соответственно, необычайно широк и спектр болезней, которые этими лекарствами уже лечат и еще будут лечить.

Новый уровень наших знаний о рецепторах позволит получить лекарства, которые будут еще более избирательными, что оградит нас от многих побочных эффектов, еще более эффективными, что позволит принимать их в более низких дозах, еще более дешевыми, что сделает их доступными для любого нуждающегося. Фармацевтические компании вкладывают миллиарды долларов в работы по созданию таких регуляторов рецепторов серпантинного типа, вследствие чего это одна из самых бурно развивающихся областей современной биохимии и фармакологии.

Если раньше лекарства искали путем бесконечного тестирования различных веществ, и КПД этого процесса было довольно низким, то благодаря последним достижениям в области сигнальной трансдукции появилась возможность моделировать новые химические структуры с заданными свойствами, способные селективно регулировать гормональные сигнальные системы. Это, собственно, и есть одна из областей современной биотехнологии.

Сигнальная трансдукция – это междисциплинарная область. В группах, руководимых Лефковицем и Кобилкой, рука об руку трудятся специалисты из различных областей знания – биохимики, молекулярные биологи, физики, математики, поскольку рецептор – это сложнейшая информационная машина. Все это свидетельствует о качественном изменении самого процесса разработки лекарств.

Хочется надеяться, что присуждение Нобелевской премии по химии специалистам в области сигнальной трансдукции подстегнет подобные исследования и в нашей стране, тем более что мы имеем те же рецепторы, те же болезни, которые требуют разработки и применения тех же лекарств.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus

Главные новости

00:57 Госдеп осудил удар по российскому госпиталю в Сирии
00:35 Премьер Турции выразил надежду на отмену виз с Россией
00:00 Россия заблокировала резолюцию по Сирии в Совбезе ООН
05.12 23:53 Нью-Йорк попросил у Обамы 35 млн долларов на охрану Трампа
05.12 23:15 Замглавы МИД передал Тегерану предложения Госдепа по Сирии
05.12 23:10 Президент Италии призвал премьера не покидать пост до утверждения бюджета
05.12 22:35 Трамп и его дочь встретились с Альбертом Гором
05.12 22:25 Московские власти завершили снос третьего списка самостроя
05.12 22:18 Васильева анонсировала синхронизацию литературы и истории в школе
05.12 21:49 Минкомсвязи пригласило на работу миллион IT-специалистов
05.12 21:35 Глава правительства Франции заявил об уходе в отставку
05.12 21:01 Путин задумался о проверке правительства на употребление алкоголя
05.12 21:00 Путин поделился планами после ухода из политики
05.12 20:46 МТС отказалась повышать тарифы за рубежом
05.12 20:43 Минфин Чечни отказался от претензий к размеру дотаций
05.12 20:28 Путин объяснил засилье криминала на ТВ
05.12 20:08 Главком ВС Украины рассказал об ожидании российского удара «отовсюду»
05.12 20:07 Путин объяснил пользу замещения импорта
05.12 19:44 Фигурант дела о «крымских диверсантах» отказался от показаний
05.12 19:44 WikiLeaks выложил в сеть переписку зятя Эрдогана
05.12 19:25 86 бывших депутатов не съехали со служебных квартир
05.12 19:13 «Мемориал» признал блогера Соколовского политзаключенным
05.12 19:01 Белый дом подтвердил встречу глав США и Японии в Перл-Харборе
05.12 18:44 Формирование правительства Свердловской области практически завершено
05.12 18:40 Путин подписал закон о штрафах за недопуск газовиков к проверке плит
05.12 18:28 Путин поручил создать орган власти по адаптации мигрантов
05.12 18:23 ФАС предложила запретить госкомпаниям покупать акции коммерческих фирм
05.12 17:55 В Алеппо умерла вторая сотрудница российского госпиталя
05.12 17:53 Путин вошел в тройку людей года по версии читателей Time
05.12 17:33 Инженеры выяснили причину перегрева Galaxy Note 7
05.12 17:27 Европа определилась с приоритетами в космических исследованиях
05.12 17:13 В разбившемся в Югре автобусе мог пропасть видеорегистратор
05.12 17:09 Кировский суд отказал в возвращении дела «Кировлеса» в прокуратуру
05.12 16:51 Чечня пообещала добиваться увеличения бюджетных дотаций
05.12 16:37 Путин пригласил избранного президента Узбекистана в Россию
05.12 16:26 Медведев решил «ограничить аппетиты» чиновников при госзакупках
05.12 16:08 Ливийские военные освободили Сирт от ИГ
05.12 16:01 Шувалов сообщил об изменении условий поддержки ипотеки
05.12 15:47 Минобороны подтвердило гибель в Сирии российского медика
05.12 15:41 Песков прокомментировал потерю второго истребителя с «Адмирала Кузнецова»
05.12 15:25 Дадина перевели в колонию в Кировской области
05.12 14:49 СМИ сообщили о гибели в Алеппо российской медсестры
05.12 14:47 Дело о ДТП в Югре передано Главному следственному управлению СКР
05.12 14:41 В конце дня шахматисты склонны к более рискованным ходам
05.12 14:32 Президентом Узбекистана избран Шавкат Мирзиёев
05.12 14:29 Минкомсвязи обсудит с прокурорами зарплату главы «Почты России»
05.12 14:08 Арбитраж в Киеве обязал «Газпром» выплатить 6,8 млрд долларов
05.12 13:54 «Почта России» запустила свои самолеты
05.12 13:26 Источник сообщил о падении в море второго истребителя с «Адмирала Кузнецова»
05.12 13:26 Цена барреля Brent впервые за полтора года превысила 55 долларов
Apple Boeing Facebook Google NATO PRO SCIENCE видео ProScience Театр Pussy Riot Twitter аварии на железной дороге авиакатастрофа Австралия автопром Азербайджан Александр Лукашенко Алексей Навальный алкоголь амнистия Анатолий Сердюков Ангела Меркель Антимайдан Армения армия Арсений Яценюк археология астрономия атомная энергия Афганистан Аэрофлот банковский сектор Барак Обама Башар Асад беженцы Белоруссия беспорядки бизнес биология ближневосточный конфликт болельщики «болотное дело» Борис Немцов Бразилия Великая Отечественная война Великобритания Венесуэла Верховная Рада взрыв взятка видеозаписи публичных лекций «Полит.ру» видео «Полит.ру» визовый режим Виктор Янукович «ВКонтакте» ВКС Владимир Жириновский Владимир Путин ВМФ военная авиация Вторая мировая война вузы выборы выборы губернаторов выборы мэра Москвы газовая промышленность «Газпром» генетика Генпрокуратура Германия ГИБДД гомосексуализм госбюджет Госдеп Госдума гражданская авиация Греция Гринпис Грузия гуманитарная помощь гуманитарные и социальные науки Дагестан Дальний Восток День Победы дети Дмитрий Медведев Дмитрий Песков Дмитрий Рогозин доллар Домодедово Донецк драка ДТП Евгения Васильева евро Евромайдан Евросоюз Египет ЕГЭ «Единая Россия» Екатеринбург естественные и точные науки ЖКХ журналисты закон об «иностранных агентах» законотворчество здравоохранение в России землетрясение «Зенит» Израиль Индия Индонезия инновации Интервью ученых интернет инфляция Ирак Ирак после войны Иран Иркутская область ислам «Исламское государство» Испания история История человечества Италия Йемен Казань Казахстан Канада Киев кино Китай Климат Земли, атмосферные явления КНДР Книга. Знание кораблекрушение коррупция космос КПРФ кража Краснодарский край кредиты Кремль крушение вертолета Крым крымский кризис культура Латвия ЛГБТ ЛДПР лесные пожары Ливия Литва литература Луганск Малайзия МВД МВФ медиа медицина междисциплинарные исследования Мексика Мемория метро мигранты МИД России Минздрав Минкульт Минобороны Минобрнауки Минфин Минэкономразвития Минюст мировой экономический кризис «Мистраль» Михаил Саакашвили Михаил Ходорковский МКС Молдавия Мосгорсуд Москва Московская область мошенничество музыка МЧС наводнение налоги нанотехнологии наркотики НАСА наука Наука в современной России «Нафтогаз Украины» некролог Нерусский бунт нефть Нигерия Нидерланды Нобелевская премия Новосибирск Новые технологии, инновации Нью-Йорк «Оборонсервис» образование ОБСЕ общественный транспорт общество ограбление Одесса Олимпийские игры ООН оппозиция опросы оружие отставки-назначения Пакистан Палестинская автономия пенсионная реформа Пентагон Петр Порошенко погранвойска пожар полиция Польша правительство Право «Правый сектор» преступления полицейских преступность происшествия публичные лекции Рамзан Кадыров РАН Революция в Киргизии рейтинги религия Реформа армии РЖД Роскомнадзор Роскосмос Роспотребнадзор Россельхознадзор Российская академия наук Россия Ростовская область РПЦ рубль русские националисты Санкт-Петербург санкции Саудовская Аравия Сбербанк связь связь и телекоммуникации Севастополь сельское хозяйство сепаратизм Сергей Лавров Сергей Собянин Сергей Шойгу Сирия Сколково Славянск Следственный комитет следствие Совет Федерации социальные сети Социология в России Сочи Сочи 2014 «Спартак» «Справедливая Россия» спутники СССР стихийные бедствия Стихотворения на случай стрельба суды суицид США Таиланд Татарстан театр телевидение теракт терроризм технологии транспорт туризм Турция тюрьмы и колонии убийство Украина Федеральная миграционная служба физика Финляндия ФИФА фондовая биржа Фоторепортаж Франсуа Олланд Франция ФСБ ФСИН ФСКН футбол Хабаровский край хакеры Харьков химическое оружие хоккей Центробанк Цикл бесед "Взрослые люди" Челябинская область Чечня шахты Швейцария Швеция школа шпионаж Эбола Эдвард Сноуден экология экономика экономический кризис экстремизм Южная Корея ЮКОС Юлия Тимошенко ядерное оружие Япония

Редакция

Электронная почта: politru.edit1@gmail.com
Адрес: 129343, Москва, проезд Серебрякова, д.2, корп.1, 9 этаж.
Телефоны: +7 495 980 1893, +7 495 980 1894.
Стоимость услуг Полит.ру
Свидетельство о регистрации средства массовой информации
Эл. № 77-8425 от 1 декабря 2003г. Выдано министерством
Российской Федерации по делам печати, телерадиовещания и
средств массовой информации. Выходит с 21 февраля 1998 года.
При любом использовании материалов веб-сайта ссылка на Полит.ру обязательна.
При перепечатке в Интернете обязательна гиперссылка polit.ru.
Все права защищены и охраняются законом.
© Полит.ру, 1998–2014.