И.ТИХОНОВ

Ремонт хромосом

Группа японских специалистов в области биоинженерии выявила механизм феномена, известного в биологии как «гомологическая рекомбинация хромосом». Этот процесс необходим для восстановления, своего рода ремонта, поврежденных участков ДНК и в силу этого является обязательным для самовоспроизведения клетки, т.е. репродукции организма.
Репарация ДНК происходит в размножающихся клетках. Известно, что при этом двойная спираль ДНК расплетается и образуются две одинарные цепи, на которых как на матрицах комплементарно собираются нуклеотиды, имеющиеся в цитоплазме клетки. При этом образуются две новые гибридные двойные спирали ДНК (одна спираль старая, другая – новая). Однако до сих пор оставалось неясным, как азотистые основания узнают друг друга и образуют так называемые Уотсон–Криковские комплементарные пары. Было известно только, что существует четыре типа таких комбинаций (по числу оснований нуклеотидов).
В результате сложных экспериментов ученые показали, что способностью распознавать комплементарные основания и затем соединять их обладает белок, называемый Rec-А-протеином. Исследователям удалось воспроизвести весь процесс рекомбинации ДНК хромосом в пробирке. Проведенные исследования не только обогатили наши знания о контрольных механизмах исправления повреждений ДНК в клетке, но и открыли перспективы разработки способов лечения заболеваний путем замены дефектных генов искусственно введенными нормальными.

Рибосомы влияют на восприятие вкуса

Изучение вкусовых ощущений, как правило, проводится двумя путями. Первый базируется на методах нейрофизиологии: при этом отдельные вкусовые нейроны раздражают электрическим током и определяют, какой вкус при этом ощущается. Второй путь основан на биохимических и физиологических методах. Вкус анализируется на молекулярном уровне с помощью изолированных белков, выделенных из эпидермиса языка животных. Все эксперименты обычно проводятся на собаках и кроликах.
Новый метод профессора Дж.Сунамото из Киотского университета может быть применен к человеку. Анализатор вкуса воспринимает четыре типа вкусовых ощущений: сладкое, горькое, соленое и кислое. Основная сложность заключается в разделении рецепторов, отвечающих за разные вкусовые ощущения. Однако оказалось, что если тщательно промыть язык специально приготовленным раствором, содержащим рибосомы, он перестает воспринимать сладкий вкус. И это не субъективное ощущение, т.к. проверка действия рибосом на орган вкуса животных показала отсутствие в коре головного мозга электрических потенциалов, которые возникают в ответ на раздражение языка веществами со сладким вкусом.
Новый метод позволит провести качественный анализ вкусовых рецепторов, т.е. выяснить, какой белок ответствен за воприятие того или иного вкуса.

Гены ставят диагноз и лечат туберкулез

Во многих, даже развитых, странах в последние годы наблюдается рост заболеваемости туберкулезом. Так, например, в Японии количество больных туберкулезом превысило 240 тыс. человек. Поэтому актуальна разработка новых средств диагностики и лечения туберкулеза.
Одна из фармацевтических компаний предлагает новый препарат под условным названием Т.Б., полученный на клонированных генах. Т.Б. во много раз превосходит по эффективности все известные препараты как в диагностике, так и в лечении заболевания. С его помощью факт заболевания можно установить менее чем за 4 ч – это существенно сокращает сроки диагностики и лечения и, соответственно, их стоимость.
Т.Б. безошибочно находит в биологических жидкостях (кровь, слизь) палочки Коха и сразу начинает настоящую генетическую войну с ними. Внедряясь в клетку бактерии, Т.Б. полностью разрушает или сильно подавляет процесс синтеза РНК – туберкулезные палочки теряют способность синтезировать белки и размножаться, и развитие болезни приостанавливается.

Генные преобразования с помощью электродов

Профессор Усида из японского университета в Тохолу разработал оригинальную технологию генных преобразований внутри живой клетки. Для этой цели он использовал микроэлектрод, представляющий собой стеклянный капилляр диаметром 10–30 мкм, заполненный специальным раствором. Внутри капилляра проходит платиновая проволочка, а к его внешней поверхности прикреплены тонкие платиновые пластинки.
Микроэлектрод аккуратно вводится в клетку и на него подается слабое напряжение (плюс – на проволочке). При этом за счет диэлектрофореза жидкость втягивается внутрь электрода, увлекая за собой содержимое клетки-донора (цитоплазму или ядро). После этого электрод вводят в другую клетку, меняют полярность приложенного напряжения, и содержимое электрода выходит в клетку-реципиент.
Этот метод можно использовать в экспериментах по пересадке протоплазмы и других компонентов клеток. С его помощью можно заменять и преобразовывать клеточный геном. Так, например, были проведены очень тонкие операции по пересадке генома в фертильную яйцеклетку.
Одно из главных достоинств нового метода заключается в том, что поток биологической жидкости в полости электрода легко контролируется силой тока, что позволяет свести повреждения клеток и их компонентов к минимуму.