Знание-сила, 2003 № 05 (911)

«РНКовый мир»

Книга под таким названием впервые вышла в 1993 году в издательстве Колд-Спрингс-Харбора. Авторы, среди которых был и Чек, обсуждали на страницах объемистого тома эволюционные аспекты зарождения катализа, специфичности, функции макромолекул. Четыре года назад она была переиздана Тогда еще никто не мог предполагать взрыва интереса к РНК, и книга пользовалась интересом главным образом среди теоретиков. Теперь же совсем иное дело. Можно только поражаться провидческой способности редакторов первого издания, которые предпослали книге следующий подзаголовок: «Природа современной РНК предполагает ее пребиотичность».

С теоретической точки зрения, новое открытие позволит дедемонизировать и снять анафему с ламаркизма. «Знание — сила» уже когда-то приводил строки Мандельштама на эту тему:

Если все живое лишь помарка за короткий выморочный день,

на подвижной лестнице Ламарка я займу последнюю ступень.

30 лет молекулярные биологи «долбили» гены и их строение. Были созданы стройные схемы работы генов. И оказалось, что все не совсем так. Геном — совокупность всего наследственного вещества клетки — регулируется совсем не так, как представлялось при работе на отдельных выделенных генах.

Открытый новый механизм регуляции работы генов и биохимических процессов в клетке оказался очень гибким и эффективным при восприятии воздействий извне. Гибкость, приспособляемость, пластичность живой материи всегда ставила перед биологами серьезные задачи, и сейчас представляется, что сделан серьезный шаг для их решения.

Надо признаться, что автора больше волнуют не теоретические споры и дискуссии, которые интересны, но, как показывает практика, малопродуктивны в биологии, а вечный вопрос: «Ну и что?»

Автор постарался в доходчивой форме изложить состояние дел вокруг РНК, несясь, подобно серфингисту, на волне жгучего интереса, возбужденного недавним «переоткрытием» интерференции и РзРп, что можно было сделать тридцать лет назад. А далее он может сказать только словами «Книги прохладного вертограда» XVIII века, хранящейся в Российской государственной библиотеке (бывшей Ленинке): «Избранная от многих мудрецов о различных врачебных вещех, ко здравию человеческому предстоящих».

Людей прежде всего интересует, что новые открытия в биологии сулят медицине, то есть практическое внедрение. Перейдем же к прозе жизни и практике — критерию истины. Все из того же Калифорнийского университета пришло сообщение о подавлении с помощью РНК-интерференции растительного рака у томатов.

Ту же задачу охраны организма призвана решить РНК-интерференция в приложении к двум белкам ВИЧ, тем самым подавляя репликацию смертельно опасного вируса. Удалось приостановить размножение клеток глиомы, убившей Г. Темина.

Но надо признать, что пока успехи применения РНК-интерференции ограничены в основном культурами тканей. Дело в том, что до самого последнего времени РНК доставляли в клетки с помощью особых частиц — липосом, а это не всегда применимо по отношению к макроорганизму. И вот специалисты Йельского университета предложили использовать для борьбы с раковыми ретровирусами ретровирус же. Это позволяет резко расширить спектр клеток, измененных с помощью введения малых РНК. В качестве иллюстрации они в клетках селезенки выключили ген белка Т4, с помощью которого вирус иммунодефицита входит в клетки.

И это — только начало. Эра РНК еще впереди.

Михаил Вартбург

25 лет — «альфа-ритм» океана?

Каждые несколько лет в западной части Тихого океана происходит фандиозное, но загадочное явление; огромные массы воды разогреваются и затем постепенно перемещаются на восток со всеми вытекающими отсюда последствиями для устоявшейся системы воздушных течений над нашей планетой.

А последствия эти выражаются в мощных природных катаклизмах — в проливных дождях и наводнениях на берегах Тихого океана, в ураганах и лесных пожарах, в непривычной жаре в одних местах и таких же непривычных холодах в других. Явление это называется Эль-Ниньо (так назвали его когда-то перуанские рыболовы), и в последние 20 лет оно происходит все чаще и интенсивнее.

Некоторые ученые связывают его с наблюдаемым ныне глобальным потеплением. Суша евразийского континента, говорят они, впитывает тепло из атмосферы и в результате перегревается; поэтому она время от времени «сбрасывает» излишнее тепло в воды прилегающего океана. Если это так, то глобальное потепление должно приводить к более быстрому перегреву суши, более частому ее «сбрасыванию» и, соответственно, к более частым и интенсивным Эль-Ниньо.

Если эта гипотеза верна, то участившееся появление все более мощных Эль-Ниньо в последние десятилетия следует рассматривать как прямое следствие глобального потепления и еще одно доказательство его негативной роли в климатическом равновесии. Более того, расчеты, основанные на этой гипотезе, показали, что каждый период Эль-Ниньо увеличивает глобальное потепление, нагревая атмосферу планеты на дополнительные 0,1 фадуса, что должно, в свою очередь, вести к учащению таких периодов, создавая своего рода цепную реакцию.

Но вот недавно калифорнииский ученый Франциско Чавес предложил другое объяснение Эль-Ниньо. Он связал его с загадочными циклами температурных изменений не в одном лишь Тихом, но во всем Мировом океане. И если гипотеза Чавеса верна, то описанная выше картина должна быть изменена в самых существенных своих чертах.

Толчком к работе Чавеса оказалось известное рыбакам (но от того не менее загадочное) явление циклической смены так называемых сардинных и анчоусных периодов в океане. Еще в 40-е годы XX века Калифорния, Перу, Чили и Япония наслаждались самым высоким за десятилетия уловом сардин. Затем, в 50-е годы, поголовье сардин, как по приказу, резко упало, зато столь же резко возросло поголовье анчоусов. Прошло еще лет 20-25, и сардины вернулись в океан, тогда как анчоусы почти полностью исчезли. И лишь в последние пять лет анчоусы стали возвращаться, и одновременно улов сардин сократился на 99961 Заинтересовавшись этой регулярной 25- летней закономерностью, Чавес решил собрать все имеющиеся данные о температуре воздуха и воды и концентрации атмосферного углекислого газа в районе Тихого океана и сопоставить их с данными о количестве сардин и анчоусов за те же годы.

Выяснилась любопытная картина. В те периоды, когда в океане преобладают анчоусы, вода холоднее и Эль- Ниньо не так интенсивны. Напротив, в «сардинные периоды» вода теплее и Эль-Ниньо сильны. Сейчас, например, только-только начался очередной «анчоусный» период, и, действительно, первый Эль-Ниньо нового сезона оказался много слабее последнего в предыдущем периоде.

Такая корреляция с большой точностью прослеживается на протяжении всего предыдущего столетия. Такие же, хотя и противоположные «по знаку» циклы происходят у берегов Южной Африки. Что еще любопытнее — температура воздуха в «сардинные» периоды оказывается выше, чем в «анчоусные», причем не только над Тихим океаном, а над всей планетой в целом.

Понятно, что не сардины с анчоусами заведуют температурой воды и воздуха, а также интенсивостью Эль- Ниньо. Верно, скорее, обратное — видимо, существуют какие-то 25-летние циклы изменений температуры воздуха и воды в океанах, и циклы эти являются не локальными, а глобальными, охватывая всю планету. И именно эти глобальные температурные циклы, как полагает Чавес, управляют и появлением и исчезновением сардин и анчоусов, и — что намного более существенно — интенсивностью Эль- Ниньо.

Ныне идущее глобальное потепление накладывается на эти циклы, постепенно повышая максимальную температуру каждого из них. В свою очередь, наличие глобальных 25-летних циклов понижения и повышения температуры должно, по мнению Чавеса, сказываться на глобальном потеплении, несколько уменьшая общий рост температуры в «анчоусные периоды» и повышая ее в «сардинные». Любопытно, что минувший 2002 год был последним в очередном «сардинном» (теплом) периоде, и действительно, он был самым жарким после 1998-го. Не означает ли это, что глобальное потепление несколько замедлится теперь, с началом нового 25- летнего «анчоусного» периода? Если это окажется так, то придется заключить, что глобальное потепление не полностью вызвано промышленной деятельностью людей, а по крайней мере отчасти обусловлено температурными циклами в океанах.

Чем, однако, обусловлены сами эти циклы? На этот вопрос у ученых пока еще нет ответа. Если, однако, гипотеза Чавеса верна, она заставляет науку внимательней присмотреться к тем загадочным процессам, которые происходят в темных глубинах Мирового океана, живущим своей, пока еще мало изученной людьми жизнью.

Александр. Волков

Млечный Путь рождается по всем правилам науки

<