Почему в случае с ДНК больше – это не значит лучше

Иногда ученые стремятся сделать одно и то же открытие одновременно и независимо друг от друга. Чаще всего это приводит к гонке за первенство, которая чревата ошибками, неточностями, а то и откровенными провалами. Гораздо реже ученые отвергают ненужную конкуренцию и начинают сотрудничать. Отличным примером здесь является история Гарри Орра и Худы Зогби.

1.

Почему в случае с ДНК больше – это не значит лучше
Гарри Орр и Худа Зогби, 2009 г.

В 1988 году Гарри Орр и Худа Зогби осознали, что исследуют один и тот же источник смертельной болезни, которая сегодня называется SCA1 (Спиноцеребеллярная атаксия 1 типа), после чего объединили усилия. Две головы оказались лучше, чем одна. Сотрудничество продолжалось в течение нескольких десятилетий и принесло обоим ученым признание научного сообщества, а именно премию Кавли (2022).

SCA1 – это нейродегенеративное заболевание, впервые описанное в 1950 году доктором Джоном Шутом. Оно приводит к отмиранию нейронов, что особенно негативно влияет на клетки двигательных центров мозга. В результате у человека возникают проблемы с сохранением равновесия, а иногда и с дыханием.

В общем, все действительно очень серьезно. Этой болезнью страдал сам Джон Шут, поэтому у него был особый стимул для изучения недуга. Впоследствии он передал научную эстафету своему племяннику, а тот нанял Гарри Орра в качестве помощника. А затем молодая исследователь Худа Зогби предложила этой паре сотрудничество, так как работала над той же самой темой.

2.

Почему в случае с ДНК больше – это не значит лучше
Ученые начали наблюдать за людьми, страдавшими SCA1. Выяснилось, что чаще всего симптомы проявляются примерно в 35 лет, но этот параметр очень сильно разнится. Они могут дать о себе знать и у четырехлетних детей, и у семидесятилетних стариков.

В какой-то момент стало понятно, что ключ к разгадке следует искать в генетике, тем более что раннее проявление симптомов наблюдалось обычно в том случае, когда болезнь прослеживалась в семейном анамнезе. Этот феномен называется антиципацией. Он выражается в усугублении генетического заболевания с каждым последующим поколением.

Зогби и Орр решили выяснить, чем отличается ДНК больных SCA1. Для начала они обратились к похожим, но лучше изученным заболеваниям – в частности, к миотонической дистрофии. Это неврологическое расстройство, ослабляющее мышцы и затрудняющее контроль над ними. Было известно, что недуг вызывается расползанием повторяющихся сегментов ДНК в генетическом коде человека. Ученые попытались найти что-то подобное у людей с SCA1, и их поиски увенчались успехом.

Вспомним, что ДНК состоит из огромного количества сочетаний всего четырех нуклеотидов, которые сокращенно обозначаются A, C, G и T.

3.

Почему в случае с ДНК больше – это не значит лучше
В генах, кодирующих белки, эти основания расположены в группах по три. Орр и Зогби обнаружили, что шестая хромосома у большинства людей содержит ген с нуклеотидами C-A-G, кодирующий аминокислоту глютамин. Он повторяется от 19 до 36 раз.

Однако у больных с SCA1 та же комбинация выстраивается в ряд от 43 до 81 раза. При считывании клетками этого кода дополнительные повторы приводят к образованию белка с более длинным глютаминовым трактом, что провоцирует увеличение токсичности внутри мозга. Ученые сделали это открытие в 1993 году, обнаружив, по сути, причину возникновения SCA1.

Вопросы, тем не менее, оставались. Так, например, разброс в количестве повторений C-A-G (43-81) казался неестественно высоким. Зогби и Орр выдвинули предположение, что это тоже связано с уже упомянутой антиципацией.

Выяснилось, что в чем большем количестве поколений одной семьи встречается болезнь, тем больше повторов у молодых её представителей. Это объяснило, почему у детей в таких «династиях» симптомы проявляются раньше, чем у родителей. Также стало понятно, что со временем SCA1 может становиться опаснее и вызывать летальные исходы во все более молодом возрасте.

4.

Почему в случае с ДНК больше – это не значит лучше
Гарри Орр и Худа Зогби не остановились на достигнутом и попытались найти лечение смертельно опасной болезни. Через двадцать лет после обнаружения корней SCA1 они выяснили, как можно отключить вызывающий её ген и смягчить симптомы. Пусть пока только у мышей.

Они создали генетически модифицированных мышек, у которых ген SCA1 «не считывается», в результате организм не вырабатывает сверхдлинные белки. Симптомы болезни у них проявлялись в более позднем возрасте и мыши жили в два раза дольше, практически не страдая от нарушений двигательной функции.

Понятно, что результаты этих исследований могут быть неприменимы к человеку. Тем более что гены грызунов подвергались модификации ещё до рождения. Но ученые постепенно добиваются прогресса и в деле практической помощи людям. Что, конечно же, достойно уважения.

Поделиться этим:

Наука и технологии 12 октября, 2022 496 просмотров