Новая глава биологии

И лишь по мере недавних открытий в генетике становится всё более очевидной важная роль сахаров. Хотя сами гены не кодируют сахара, как они кодируют белки, но они кодируют те ферменты, которые организм использует для производства сахаров. Именно изучение этих ферментов открыло учёным глаза на ту жизненно важную роль, которую играют сахара в природе. Кардинальный переворот произошёл в конце 1980-х годов, когда впервые был изолирован ген гликозил-трансферазы, фермента, добавляющего сахара к жирам и белкам (этот процесс называется гликозилацией). В 1994 году группа учёных в лаборатории Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила, что у мышиного зародыша, у которого был дезактивирован один из таких ферментов, развилось бесформенное сердце, и зародыш умер до рождения. В той же лаборатории нашли, что другая мутация в гликозил-ферменте вызывает у мыши аутоиммунную болезнь, напоминающую волчанку у людей, когда иммунные клетки атакуют многие из собственных тканей.

И это относится не только к мышам. У людей, у которых отсутствует ключевой сахар на белке трансферине, доставляющем железо в клетки, возникает множество проблем, включая запоздалое умственное и физическое развитие, почечную недостаточность и ненормальный вид кожного покрова. Исследователи предполагают, что патология может возникнуть в результате неправильного присоединения сахарных цепей к белкам. Начиная с середины 1990-х годов, тринадцать различных генетических нарушений были определены как врождённые нарушения в гликозилации.

Но ещё более распространённые болезни оказываются связанными с сахарами. Так, все люди с ревматоидным артритом имеют дефект в ферменте, прикрепляющем сахар галактозу к антителу. Отсутствие сахаров в белках на поверхности клетки вызывает некоторые формы мышечной дистрофии. Группа шведских учёных идентифицировала сахарный рецептор, позволяющий бактерии Helicobacter pylory внедряться в слизистую оболочку желудка, вызывая язву и рак.

Исследования последовательности человеческих генов в геноме тоже подтверждают мысль о ключевой роли сахаров. Большое количество наших генов кодирует ферменты, связанные с гликозилацией. На данный момент идентифицированы уже несколько сот таких генов.

Весь этот в корне изменившийся в последнее время подход к сахарам и их роли в функционировании организма убедил Американский национальный институт здоровья выделить 34 миллиона долларов на пять лет Консорциуму функциональных гликомов — интернациональной междисциплинарной группе по изучению биологии сахара в живых клетках.

Конечно, эта волна интереса к сахарам поддерживается применением новых средств для их изучения. Так, недавно, как сообщили учёные Массачусетского технологического института, объединение методов масс-спектрографии с усовершенствованным компьютерным анализом позволило Сасисекарану и Венкатараману найти фермент, относящийся к антикоагулянту гепарину, который оказался важным регулятором роста клеток. Опыты на мышах продемонстрировали способность этого вещества замедлять рост опухолей и предотвращать распространение рака. Теперь оно проверяется в качестве потенциального лекарственного средства.

Исследование потенциальных возможностей биологической активности сахаров стимулируется новыми химическими способами синтезирования их молекул. До недавнего времени единственным источником таких сахаров были растения или животные ткани, извлечение сахара из которых, учитывая небольшое количество таких молекул, представляет большие трудности. В этом году в том же Массачусетском технологическом институте изобретён автоматизированный синтесайзер, способный построить цепи и ветви сахара из двенадцати основных единиц в сто раз быстрее, чем это было возможно ранее.

Эта возможность уже используется в поисках новой вакцины против малярийного паразита путём подготовки организма к нейтрализации выделяемого паразитом токсина до того, как он разрушит красные кровяные клетки. На малярийном токсине был найден особый сахар. Учёные построили с помощью синтесайзера сахар, почти идентичный этому, в надежде, что он вызовет нужный иммунный ответ. Опыты на мышах уже показали, что после вливания такого сахара до 75 процентов мышей преодолели смертоносное действие токсина, выделяемого паразитом, по сравнению с неполными 9-ю процентами среди неиммунизированной группы.

Перейти на страницу:
1 2 3

Влияние фаз Луны на интеллектуальную деятельность человека
Влияние фаз Луны на интеллектуальную деятельность человека Луна интересовала человека с древнейших времен. И, конечно же, не случайно – ведь Луна самое близкое небесное тело. История Лун ...

Буферные системы организма человека
Буферные системы организма человека Организм можно определить как физико-химическую систему, существующую в окружающей среде в стационарном состоянии. Именно эта способность живых систем ...

Роль насекомых в экологическом равновесии
В связи с тем, что насекомые очень быстро растут и невероятно плодовиты, влияние их на окружающую среду трудно преувеличить. У них больше всего форм жизни, которые участвуют в круговороте в ...