Полiт.ua Государственная сеть Государственные люди Войти
4 декабря 2016, воскресенье, 15:13
Facebook Twitter LiveJournal VK.com RSS

НОВОСТИ

СТАТЬИ

АВТОРЫ

ЛЕКЦИИ

PRO SCIENCE

ТЕАТР

РЕГИОНЫ

Коза вместо фармацевтической фабрики

Есть старый анекдот о девушке-абитуриентке, которой в билете на экзамене по биологии попался вопрос: «Что делают белки в клетке?» Она написала: «Белки в клетке пьют воду из поилки, едят орешки, крутятся в колесе». Хотя экзаменаторы утверждали, что в вопросе речь шла о функциях белков в живой клетке, а вовсе не о занятиях белок в неволе, после апелляции ответ был зачтен, так как формулировка вопроса допускала и иное понимание.

Неизвестно, действительно ли в каком-то вузе случилась такая история или всё это выдумка, но надо заметить, что даже если бы составители вопросов поставили ударение и написали: «Что делают белки́ в клетке?», их вопрос всё равно выглядел бы очень странно. Потому что в этом случае абитуриентка могла бы написать одно слово: «Всё» – и претендовать если не на отличную, то на хорошую оценку.

Белки – это стройматериал, из которого состоит цитоскелет – «каркас» живой клетки. Белки – это двигатели организма, ведь сокращающиеся волокна наших мышц и сухожилий состоят из белков (миозина, коллагена и других). Белки – ферменты-катализаторы, управляющие многочисленными химическими реакциями, которые обеспечивают пищеварение, дыхание, работу нервной системы и многое другое. Белки – это транспорт, который переносит молекулы разных веществ через мембрану клетки и доставляет их в нужное место. Белки – это защита, ведь иммуноглобулины – это тоже белки. Хранение генетической информации и доставка ее в рибосомы, правда, выпали на долю не белков, а нуклеиновых кислот ДНК и РНК. Но работа ДНК и РНК обеспечивается еще десятком специализированных белков: удвоение ДНК обеспечивает белок ДНК-полимераза, белки РНК-полимеразы синтезируют РНК на основе ДНК, белки рибонуклеазы расщепляют ненужные молекулы РНК и так далее.

При столь многих важных функциях белков неудивительно, что многие лекарства – это тоже белки. Часто причиной болезни оказывается отсутствие в организме определенного белка. Тогда его нужно внести в организм искусственно. Значит, задача фармацевта – синтезировать нужный белок.

Если причина болезни - отсутствие в организме определенного белка, задача фармацевта – синтезировать его для искусственного введения в организм.

Вот здесь начинаются трудности. Дело в том, что белок – вещь довольно сложная. Со школы мы помним, что белки – это полимеры, цепочки расположенных в определенной последовательности аминокислот. Казалось бы, соединяй в нужном порядке аминокислоты – вот и весь синтез. Но аминокислотная последовательность – это только так называемая первичная структура белка. За счет водородных химических связей или сил Ван-дер-Ваальса, действующих между «звеньями» аминокислотной цепочки, эта цепочка приобретает определенную форму, например, спирали, петли или ряда зигзагообразных складок. Это вторичная структура. Затем цепочка по определенной схеме сворачивается в «клубок», образуя третичную структуру. А у некоторых белков есть и четвертичная структура – объединение нескольких «клубков». Насколько сложны бывают структуры белков, можно полюбоваться на примере гемоглобина, миоглобина и инсулина.

 
Структура молекулы гемоглобина

И это ни в коем случае не хаотически скомканные аминокислотные цепочки, а строго определенные, свои для каждого белка структуры. Если в процессе синтеза «клубок» начнет сворачиваться неправильно, нужно белка мы не получим, наше лекарство работать не будет. Поэтому синтезировать многие белки в лаборатории сложно, что уж и говорить о получении их в промышленных масштабах. Хотя живые организмы с этим справляются.

Может быть, тогда нашей фармацевтической фабрикой станет живой организм? Эта идея возникла уже довольно давно и успешно воплощается. Методами генной инженерии ученые вводят в геном нужный ген, а в результате в организме начинает синтезироваться определенный белок. В 1982 году первым таким белком стал инсулин, вырабатывать который «научили» бактерий. В 2009 году в США был одобрен препарат Atryn, спасающий от чрезмерного образования тромбов в кровеносных сосудов (из-за дефицита у больных белка антитромбина). Препарат выделяли из молока коз, в геном которых был введен человеческий ген.

Такие работы ведутся и в нашей стране. Например, ими занимается ООО  «Трансгенфарм», резидент «Фонда Сколково». Мы расскажем о работе ученых из «Трансгенфарма» по получению лактоферрина. 

 
Структура молекулы лактоферрина

Лактоферрин – белок с разнообразными функциями. Во-первых, он относится к группе белков, которые обеспечивают доставку в клетку ионов железа. Но главное, что лактоферрин играет очень важную роль в работе иммунной системы человека. Его называют естественным антибиотиком. Этот белок связывает железо, необходимое бактериям, и те погибают. Если к искусственным антибиотикам у бактерий со временем может выработаться устойчивость, то с лактоферрином это не происходит. Также обнаружено действие лактоферрина на вирусы, есть и исследования, которые  выявили противоопухолевую активность этого белка. В организм ребенка, собственная иммунная система которого еще не заработала на полную мощность, лактоферрин попадает с молоком матери, где его особенно много.

Но если ребенок вскармливается искусственно, то он не получает необходимого лактоферрина. Значит надо снабдить его этим белком. В лактоферрине особенно нуждаются недоношенные дети. Также лактоферрином можно поддерживать иммунную систему и взрослого человека в моменты, когда она испытывает особые нагрузки.

 Ученые «Трансгенфарма» разработали технологию по получению естественного антибиотика - молочного белка лактоферрина.

Начали ученые с экспериментов на мышах. В молоке лабораторных мышей, получивших ген лактоферрина, появился этот белок. Но мыши плохо подходят для производства лекарства. Поэтому в 2007 году специалисты «Трансгенфарма», работающие в Институте биологии гена РАН и Научно-практическом центре НАН Беларуси по животноводству, внедрили ген, ответственный за синтез человеческого лактоферрина, в геном козы. В результате были получены козлята, трансгенные этому по гену. Их назвали Лак-1 и Лак-2. Когда они подросли, то передали этот ген своим потомкам. В конце концов было получено стадо коз, дававших содержащее лактоферрин молоко. В среднем в их молоке содержится около 3,5 граммов этого белка на литр.

Можно давать пациентам молоко таких коз, оно будет обладать полезным действием, обусловленным наличием в нем лактоферрина. Козье молоко, обогащенное лактоферрином, уже прошло сертификацию. Но можно выделить из молока и сам белок в чистом виде, который затем использовать для терапии. В 2011 году лактоферрин человека, полученный благодаря трансгенным козам, был назван «Неолактоферрин» («Неолакт»).

Стоит особо отметить, что технология, которую создают ученые «Трансгенфарма», может в дальнейшем использоваться и для получения других нужных белков из молока трансгенных коз. С разработками компании можно будет ознакомиться в ближайшее время 2-3 июня на Стартап-базаре, в рамках конференции инновационных стартапов Startup Village, проводимой на базе Сколково.

Обсудите в соцсетях

Система Orphus
Loading...
Подпишитесь
чтобы вовремя узнавать о новых спектаклях и других мероприятиях ProScience театра!
3D Apple Facebook Google GPS IBM iPhone PRO SCIENCE видео ProScience Театр Wi-Fi альтернативная энергетика «Ангара» античность археология архитектура астероиды астрофизика Байконур бактерии библиотека онлайн библиотеки биология биомедицина биомеханика бионика биоразнообразие биотехнологии блогосфера бозон Хиггса визуальная антропология вирусы Вольное историческое общество Вселенная вулканология Выбор редакции гаджеты генетика география геология глобальное потепление грибы грипп демография дети динозавры ДНК Древний Египет естественные и точные науки животные жизнь вне Земли Западная Африка защита диссертаций землетрясение зоопарк Иерусалим изобретения иммунология инновации интернет инфекции информационные технологии искусственный интеллект ислам историческая политика история история искусства история России история цивилизаций История человека. История институтов исчезающие языки карикатура католицизм квантовая физика квантовые технологии КГИ киты климатология комета кометы компаративистика компьютерная безопасность компьютерные технологии коронавирус космос криминалистика культура культурная антропология лазер Латинская Америка лженаука лингвистика Луна мамонты Марс математика материаловедение МГУ медицина междисциплинарные исследования местное самоуправление метеориты микробиология Минобрнауки мифология млекопитающие мобильные приложения мозг Монголия музеи НАСА насекомые неандертальцы нейробиология неолит Нобелевская премия НПО им.Лавочкина обезьяны обучение общество О.Г.И. открытия палеолит палеонтология память педагогика планетология погода подготовка космонавтов популяризация науки право преподавание истории происхождение человека Протон-М психология психофизиология птицы ракета растения РБК РВК регионоведение религиоведение рептилии РКК «Энергия» робототехника Роскосмос Роспатент русский язык рыбы Сингапур смертность Солнце сон социология спутники старообрядцы стартапы статистика технологии тигры торнадо транспорт ураган урбанистика фармакология Фестиваль публичных лекций физика физиология физическая антропология фольклор химия христианство Центр им.Хруничева школа эволюция эволюция человека экология эпидемии этнические конфликты этология ядерная физика язык

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.