Червь, сделавший имя в науке
Вы совершили путь от червя к человеку, но многое в вое еще осталось от червя.
С легкой руки Сиднея Бреннера у биологов появилось новое подопытное животное – ленточный червь Caenorhabditis elegans. Его длина – всего миллиметр. Тысячи подобных созданий вьются в каждом комке земли, растертом руками. Они – безобидные призраки, населившие почву у нас под ногами. Однако, как ни странно такое слышать, эти неприметные черви являются, наверное, самыми изученными животными на свете.
Червь С. elegans – его непомерно длинное имя привыкли сокращать – очень просто устроен, и все же у него есть почти все те части тела, которыми награжден или обременен человек: кожа, нервы, мышцы, кишки, органы размножения. Да и генов у него всего в два раза (!) меньше, чем у нас. Их у червя – 19253. Сейчас около двух с половиной тысяч ученых в разных странах мира заняты тем, что изучают этих избранных наукой существ. Нам понятны происхождение и функции каждой из 959 клеток этого червя. Нам известны все жизненные процессы, протекающие в них. Так, все клетки его кишечного тракта являются клонами одной-единственной стволовой клетки. У каждого червя имеются 302 нервные клетки. Мы точно знаем, какие из них нужны ему, чтобы обонять, осязать или чувствовать жару. Мы можем начертить схемы включения каждой из зтих клеток, в том числе отметить все синапсы, посредством которых они сообщаются друг с другом.
В этих научных любимцах развиваются те же страдания, что и в людях, застывших по ту сторону микроскопа. Так, черви могут заболеть недугом Альцхаймера. Бывают они и бесплодны по вине особых генов (Presim’lin-Gene). При их дефекте они перестают откладывать яйца. Есть эти гены и у человека. 6 одном из опытов, проведенных над червями, им внедрили здоровые человеческие гены (Presinilin-Gene), и тогда черви снова стали откладывать яйца.
Однако в середине девяностых годов ученые из США и Канады выяснили, что при дефекте той же самой группы генов человек страдает от наследственной формы болезни Альцхаймера. Его беды открываются уже в двадцать-тридцать лет. В нервных клетках его мозга быстро накапливаются бета-амилоидные пептиды (ВАР / Beta-Amyloid-Peptide). Клетки перестают работать, а человек думать. Беспамятство – его удел.
Ученые выяснили, что так же могут страдать и черви. При генетических мутациях они теряют память. Бессилие их ума воочию видно в окуляр микроскопа. Если приучить червей принимать корм в заранее подогретом месте, то здоровые и умные животные быстро торят дорогу к кормушке. Непамятливые же – больные – кружат, петляют, вьются, так ничего и не находя.
Если мутировавшие гены отключить, – а в чаше, где распластан червь такое возможно, – то болезнь отступает. Но раз безликому червяку удается поправить здоровье, то от того же недуга, наверное, можно спасти и человека?
Пока нам неизвестны лекарства, которые повернут болезнь Альцхаймера вспять. Ясна лишь схема их поиска: из-за дефектного гена червь не откладывает яйца и теряет память; определенные вещества могут излечить его и исправить работу поврежденного гена; значит, надо найти эти вещества.
Так, крохотный червяк, прозрачный для ученых, готов заменить в их опытах любого добровольца, показывая, как и почему болеет человек и можно ли его спасти. Что полезно этому постояльцу лабораторий, хорошо и нам. Ведь все мы – немножечко черви!
Нобелевские премии: химия
Швейцарский биофизик Курт Вютрих (64 года) удостоен Нобелевской премии по химии. Он разработал метод магнитной резонансной спектроскопии для определения трехмерной структуры белковых молекул. Эта технология может быть использована и при лечении коровьего бешенства.
Как вы узнали о своем награждении?
ВЮТРИХ: Я проводил семинар со своими студентами, когда вбежал коллега и сказал, что меня срочно зовут к телефону.
Сейчас разговоры о «коровьем бешенстве» мало-помалу стихли. Почему вы не перестаете твердить об опасности?
ВЮТРИХ: Пока слишком рано успокаиваться. С помощью разработанного мной метода я могу доказать, что прионы крупного рогатого скота и человека очень похожи по своей структуре, а это значит, что такие болезни, как «коровье бешенство», могут легко передаваться от одного вида животных к другому. В настоящее время мы исследуем также птиц и рептилий. Могу заверить вас: впереди еще немало сюрпризов.
Почему вы хотите переехать в США? Вам разонравилась Швейцария?
ВЮТРИХ: Ничуть. Мне бы хотелось и дальше здесь работать. Здесь созданы лучшие условия для исследований. Никогда за всю мою карьеру мне на работалось так удачно, как здесь. Но ведь мне уже 64 года, а по законам Швейцарии в 65 лет я не имею права больше работать. Поэтому я оборудовал лабораторию в Ла-Джолле (Калифорния) при Институте Скриппса. Там я продолжу свои исследования.
Вас огорчает необходимость отъезда?
ВЮТРИХ: Я думаю, что подобный закон надо менять. Что же касается отъезда, то я ведь собираюсь не на край света. Мы уже сейчас сотрудничаем с коллегами из Калифорнии. У нас даже создан общий банк данных.
О пользе инакомыслия в науке
Не раз в последние десятилетия приходилось слышать о бюрократизации науки, о многосотенных исследовательских коллективах, об измельчении личностей ученых, о засилье «серости» в науке, об унификации исследований и предсказуемости их результатов, о невозможности появления в такой огромной ученой толпе фигур, равновеликих по значимости Ньютону и Эйнштейну…
Но так ли это на самом деле? А, может, ничего особенного в этом и нет, просто и в науке настали другие времена?
Новейшая история, к счастью, дарит нам иные примеры. Конечно, наука, заняв беспрецедентно большое место в жизни общества, неузнаваемо изменила форму своего существования. Но, как и раньше, она призывает под свои знамена массы людей. В этом гигантском механизме, сросшемся с самыми разными сферами человеческой деятельности, время от времени возникают характеры и судьбы, которые своим «лица необщим выражением» и определяют, собственно, лицо современной науки. Такими фигурами, несомненно, стали Ф. Хойл, С. Хокинг и А. Виленкин. Что объединяет, при всей внешней непохожести, эти персоны? Умение охватить необозримый фактический материал, накопленный наукой? Способность воспарить в своих сугубо научных размышлениях до высот философских и религиозных обобщений, задуматься об участи всего мироздания?
Наверное, так. Но хотелось бы отметить такие черты, как талант инакомыслия, отвагу при переходе предуказанных рамок и незаурядный прогностический дар, невозможный без игры воображения и виртуозного фантазирования. На наш взгляд, эти качества в полной мере присущи героям Главной темы номера, и они-то определили ее название.
Героям, каждый из которых сумел построить свои миры…
Владимир Сурдин
Миры Фреда Хойла
Астрофизик, писатель, администратор, драматург, в молодости – вундеркинд, в старости – затворник; невероятно плодовит на идеи, статьи и книги, но безразличен к публичной славе… Рассказывая о профессоре Хойле, постепенно начинаешь сомневаться, что все это – об одном человеке.
После встречи с Хойлом один из журналистов написал: «Он имел вид основательного и общительного рабочего». Хорошо сказано: тут и уровень английского рабочего, которого можно принять за профессора, и неброская внешность кембриджского аристократа (сэр Фред!); и весьма точное наблюдение – настоящего профессора не разглядишь в толпе. Пенсне и бородка – это для кино и для неудачников. А истинный профессор – просто работник высшей квалификации, настоящий рабочий в науке.