С переднего края науки: дайджест журнала Science
На прошлой неделе группа японских исследователей во главе с профессором Такехико Кобаяши (Takehiko Kobayashi) опубликовала в журнале Science работу Abundance of Ribosomal RNA Gene Copies Maintains Genome Integrity, в которой раскрывается загадка наличия в геномах всех биологических видов многочисленных копий рДНК – генов, кодирующих рибосомальную РНК. Рибосомальная РНК представляет собой неотъемлемый компонент молекулярной машины, производящей в клетках белки. Воздействуя повреждающими ДНК факторами (ультрафиолетовым излучением и химическими агентами) на 4 штамма дрожжей-сахаромицетов, геномы которых содержат от 20 до 100 копий генов рДНК, и сравнивая количество выживших дрожжевых клеток, исследователи обнаружили, что штаммы, содержащие меньше копий рДНК, обладают меньшей способностью к выживанию, чем высококопийные штаммы. Наличие у живых организмов множественных копий генов рДНК, жизненно необходимо для сохранения генетической информации в исходном виде. В случае утраты одних копий генов рДНК при действии повреждающих ДНК факторов, активируются неповрежденные копии этих генов, сохраняя геном клетки в неизменном состоянии.
В статье Gene Doping and Sport, опубликованной в последнем номере журнала Science, Марк Фрэнкель (Mark Frankel) из Американской ассоциации по продвижению науки, Оливер Рабин (Olivier Rabin) из Всемирного анти-допингового агенства и Теодор Фридман (Theodore Friedmann) из Калифорнийского университета в Сан-Диего предостерегают от попыток использования генотерапии в качестве допинга в спорте. По мнению авторов публикации, спортсмены и их тренеры могут поддаться искушению использовать имеющиеся методики генотерапии для улучшения результатов в Олимпийских соревнованиях, в то время как доступные разработки еще не готовы к тестированию на людях. Генотерапия предполагает введение в организм человека новых генов, которые должны производить терапевтические белки, направленные на излечение больного. Непродуманное применение генного допинга может привести к самым серьезным последствиям, вплоть до летальных исходов. В 2006 году был зафиксирован случай, когда немецкий тренер Томас Шпрингштейн (Thomas Springstein) пытался приобрести репоксиген (Repoxygen) – препарат, предназначенный для повышения уровня эритропоэтина (гормона, стимулирующего продукцию эритроцитов). При введении павианам препарата, аналогичного репоксигену, кровеносная система животных оказалась настолько перегруженной обилием эритроцитов, что только кровопускание спасло жизнь животных. В другом эксперименте у здоровых приматов развился неожиданно сильный иммунный ответ на вирус, используемый для доставки терапевтического гена в клетки животных. В результате животных пришлось усыпить. Озабоченность авторов проблемой генного допинга обусловлена также доступностью генотерапевтических разработок: интернет-сайты, адресованные спортсменам, пестрят объявлениями о том, как предложенный препарат «изменит мышцы на генетическом уровне и … заставит работать Ваши гены». Организаторы Олимпийских игр планируют в ближайшие недели провести широкомасштабный скрининг (2000 анализов!) крови и мочи спортсменов, прибывших в Ванкувер для участия в соревнованиях – беспрецендентную антидопинговую кампанию в истории Олимпийских игр.
В работе Regulation of Alternative Splicing by Histone Modifications исследователи из Национального института рака в США, возглавляемые Томом Мистели (Tom Misteli), описывают обнаруженную ими взаимосвязь между модификацией гистонов (белков, на которые «накручена» хромосомная ДНК) и альтернативным сплайсингом. Гистоны участвуют не только в упаковке ДНК, но и обеспечивают осуществление большинства процессов, связанных с функционированием ДНК, такими как удвоение ДНК, синтез РНК и дальнейшие ее преобразования. Известно, что по одной нити РНК могут синтезироваться разные белки, в зависимости от того, каким образом пройдет сплайсинг – процесс вырезания и соединения фрагментов данной молекулы РНК. Группе Мистели удалось продемонстрировать, что процесс сплайсинга (а значит, и выбор того, какой именно белок будет синтезирован) зависит от модификации гистонов, т.е. от характера химических групп, присоединенных к этим белкам.
В статье Bioethical and Clinical Dilemmas of Direct-to-Consumer Personal Genomic Testing: The Problem of Misattributed Equivalence, опубликованной в журнале Science Translational Medicine, Чариз Энг (Charis Eng) и Ричард Шарп (Richard R. Sharp) из клиники Кливленда и Case Western Reserve University, штат Огайо, обсуждают проблемы, связанные с преимуществами и недостатками коммерческого генетического тестирования, ставшего доступным в последнее время. Ученые отмечают, что результаты ДНК-диагностики, тщательно проведенной в клинике, зачастую сильно отличаются от данных, полученных с помощью коммерческих генетических тестов, а неверная интерпретация полученных результатов может нанести ущерб здоровью пациентов и привести к самым неожиданным последствиям.
Дарья Червякова
Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Genomeweb: This Week in Science
08.02.2010