молекулярные настроения
Когда мне было лет семь, на вопрос, кем я хочу стать, я твердо отвечала - деканом физического факультета Томского Педагогического Института! Ну, в худшем случае, завкафедрой. То есть, я хотела быть совсем как папа, только главнее. Потом я прочитала "Три мушкетера", и твердо решила связать свою жизнь с армией. Папа долго меня убеждал, что в современной армии шпагами не машут, по-французски не говорят, да и на конях во весь опор скачут редко. Потом я хотела быть лесником (чтобы можно было гладить всяких редких животных), историком (раз уж мушкетеров больше не бывает), жокеем (и довольно долго тренировалась на томском ипподроме) и композитором ( с тех пор как, классе в третьем, мне вручили подарок за сыгранное в начале концерта в музыкальной школе собственное сочинительство. Это оставило у меня впечатление, что жизнь композиторов полна подарков и признания...).
А по прочтении "Гостьи из будущего" я захотела стать молекулярным биологом. Приключения Алисы Селезневой убедительно показывали, что это весело, познавательно и делает жизнь крайне разнообразной. И - не обманула Алиса! Уж на скуку и однообразие я со своей работой пожаловаться никак не могу.
Правда, на нашем томском биолого-почвенном факультете генетика из меня не получилось. Еще на первом курсе я отправилась в одну из самых крупных лабораторий генетики НИИ ББ с целью приступить к науке немедленно, но рутина ежедневного разглядывания в микроскоп политенных хромосом из слюнных желез комаров быстро меня разочаровала. На следующий год я сбежала на кафедру физиологии и сделалась хронобиологом. Правда, я всегда подозревала, что экспериментальная часть нейробиологии окрашена в довольно грустные тона. Еще с тех пор, как в старших классах я прочитала в специальной книжке описание жутковатого опыта по изучению биохимии восприятия цвета, где только что вылупившимся цыплятам показывали горошину синего или красного цвета, после чего немедленно отрезали им головы на предмет "посмотреть, что изменилось".
В мои хронобиологические времена, и летнюю и зимнюю сессии (как периоды самого длинного и короткого светового дня) я проводила за ночным бдением над крысами при красном фонаре, каждые три часа собирая мочу, измеряя температуру и выпуская их на опытное поле. На поле полагалось подсчитывать, сколько клеточек крысы пробежали, во сколько норок заглянули да сколько раз испражнялись (это последнее трогательно называлось "эмоциональная компонента"). Вы сейчас спросите, зачем это надо... на самом деле, мы моделировали на крысах шизофрению и проверяли как сказываются на биоритмах некоторые фармокологические препараты.
Ночные дежурства в пустом институте скрашивались чаепитиями с аспиранткой Лилей, которая до университета успела поработать несколько лет корабельным коком на международных рейсах и имела бесконечный запас историй. Иногда в такое дежурство со мной отправлялся мой первый муж. Помню, как он случайно разбил огромную стеклянную бутыль с 100 литрами дистилированной воды, и полночи мы провели, собирая воду тряпкой (внизу был музей, который заливать было строго запрещено) и вторую, раскручивая и прочищая колено раковины, которое после этого забилось. Зато он мог держать хронометр, пока я по одной вытаскивала крыс из клетки за хвост, и помогал ставить им инъекции.
После операций с введением электродов в супрахиазматические ядра мозга крыс и последующей нарезки мозга на тонкие пластинки на микротоме, идея переквалифицироваться в какого угодно другого биолога стала привлекать меня все сильнее. Лаборатория Федерального Университета Сан Пауло, куда я поступила в магистратуру, занималась генетикой иммуной системы и делала анализы на совместимость для трансплантации почек. Мой проект включал поиск новых форм некоторых генов иммунной системы.
Суть сводится к тому, что гены находятся на хромосомах, образуемых неподвижными молекулами ДНК. Каждая молекула ДНК - это последовательность "букв", зашифровывающая формулы белков, и содержит сотни генов. На основе ДНК синтетизируются молекулы РНК, которые далеко не такие длинные, и каждая РНК соответствует всего лишь одному гену. РНК, в отличие от ДНК, могут выходить из ядра клетки в цитоплазму, где находится аппарат синтеза белка. И только там на базе РНК синтезируются белки, как довольно долго верили, по принципу один ген - один белок.
Интересно, что гены - не есть непрерывные последовательности букв. Они состоят из "кирпичиков", называемых "экзоны", и промежуточных последовательностей, называемых "интроны". ДНК содержит и экзоны, и интроны. Последовательность только что синтезированной РНК полностью этому идентична. А затем промежуточные последовательности вырезаются, и экзоны сшиваются между собой. Этот процесс называется сплайсинг. А теперь - внимание! Эти экзоны могут сшиваться между собой по-разному, таким образом, производя разные РНК и разные белки с одного и того же гена! Это называется "альтернативный сплайсинг". Что ж, идея множественного выбора заложена в самых основах биологии клетки...
Защитив на альтернативном сплайсинге генов имунной системы магистерскую и кандидатскую диссертации, я с головой окунулась в новый проект в другом университете. Надо сказать, что гены занимают ничтожную часть ДНК - менее 10%. Остальные последовательности довольно долго считались "мусором", остатком геномов вирусов и бесполезными повторами. В том числе и интроны - ну зачем нужны последовательности, которые присутствуют в гене единственно для того, чтобы быть вырезанными напрочь? В последние годы выяснилось, что во многих интронах и на пространстве между генами РНК тоже независимо синтезируются. Только они не служат основой для белков. И - интересное дело - число генов у человека немногим больше числа генов у фруктовой мошки. А вот количество "мусорных" последовательностей, не делающих белки, выше во много раз. Значит, зачем-то они нужны? И, может быть, это как-то связано с нашими отличиями от этих самых мошек?
В 2004 году моя нынешняя лаборатория открыла, что количество РНК, производимой в интронах некоторых генов, прямо пропорционально стадии развития рака предстательной железы. Несмотря на то, что никакого белка интроны не производят. Стало ясно, что интронные РНК участвуют в важнейших процессах в жизни клетки. Последние эксперименты указывают, что РНК из интронов напрямую влияют на гены, расположенные на других хромосомах. То есть - регулируют другие гены, производящие белок. В моих опытах, когда я заставила некоторые РНК из интронов производиться в культуре раковых клеток в гораздо большем количестве, скорость роста клеток изменилась! Что означает, что все эти "мусорные" последовательности на самом деле - сложная сеть регуляции. И человек ими пользуется куда усерднее, чем мошка.
Мне тут недавно одна новая знакомая сказала - "Надо же, невозможно представить тебя, занимающуюся сухой наукой!" На мой взгляд, наука сродни музыке. Она требует творческой интуиции и воображения. Постоянного прислушивания к своим ощущениям. Ощущения и идеи всегда крутятся в голове - невозможно быть ученым или музыкантом с 8 утра до 6 вечера. У науки свой ритм и гармония. Своя манера общения между членами "тайного братства". Работать в группе - как играть в ансамбле. Когда привыкаешь понимать друг друга с полуслова, идеи рождаются от обмена взглядом. Когда показываешь фотографию агарозного геля с результатами полимеразной цепной реакции, и у собеседника расширяются зрачки, и он тут же начинает рисовать на первом попавшемся клочке бумаги схемы трансфекции раковых клеток...
Впрочем, может быть, это мой женский способ понимания науки. Или даже детский. Разновидности "безумный телячий восторг" и "все люди - братья". Когда не спрашиваешь себя все время, "тепло ли тебе, девица, тепло ли тебе, красная?" А идешь себе по морозцу - или, скажем, среди пальм - и хрустишь румяным яблоком, передавая его по кругу...
А по прочтении "Гостьи из будущего" я захотела стать молекулярным биологом. Приключения Алисы Селезневой убедительно показывали, что это весело, познавательно и делает жизнь крайне разнообразной. И - не обманула Алиса! Уж на скуку и однообразие я со своей работой пожаловаться никак не могу.
Правда, на нашем томском биолого-почвенном факультете генетика из меня не получилось. Еще на первом курсе я отправилась в одну из самых крупных лабораторий генетики НИИ ББ с целью приступить к науке немедленно, но рутина ежедневного разглядывания в микроскоп политенных хромосом из слюнных желез комаров быстро меня разочаровала. На следующий год я сбежала на кафедру физиологии и сделалась хронобиологом. Правда, я всегда подозревала, что экспериментальная часть нейробиологии окрашена в довольно грустные тона. Еще с тех пор, как в старших классах я прочитала в специальной книжке описание жутковатого опыта по изучению биохимии восприятия цвета, где только что вылупившимся цыплятам показывали горошину синего или красного цвета, после чего немедленно отрезали им головы на предмет "посмотреть, что изменилось".
В мои хронобиологические времена, и летнюю и зимнюю сессии (как периоды самого длинного и короткого светового дня) я проводила за ночным бдением над крысами при красном фонаре, каждые три часа собирая мочу, измеряя температуру и выпуская их на опытное поле. На поле полагалось подсчитывать, сколько клеточек крысы пробежали, во сколько норок заглянули да сколько раз испражнялись (это последнее трогательно называлось "эмоциональная компонента"). Вы сейчас спросите, зачем это надо... на самом деле, мы моделировали на крысах шизофрению и проверяли как сказываются на биоритмах некоторые фармокологические препараты.
Ночные дежурства в пустом институте скрашивались чаепитиями с аспиранткой Лилей, которая до университета успела поработать несколько лет корабельным коком на международных рейсах и имела бесконечный запас историй. Иногда в такое дежурство со мной отправлялся мой первый муж. Помню, как он случайно разбил огромную стеклянную бутыль с 100 литрами дистилированной воды, и полночи мы провели, собирая воду тряпкой (внизу был музей, который заливать было строго запрещено) и вторую, раскручивая и прочищая колено раковины, которое после этого забилось. Зато он мог держать хронометр, пока я по одной вытаскивала крыс из клетки за хвост, и помогал ставить им инъекции.
После операций с введением электродов в супрахиазматические ядра мозга крыс и последующей нарезки мозга на тонкие пластинки на микротоме, идея переквалифицироваться в какого угодно другого биолога стала привлекать меня все сильнее. Лаборатория Федерального Университета Сан Пауло, куда я поступила в магистратуру, занималась генетикой иммуной системы и делала анализы на совместимость для трансплантации почек. Мой проект включал поиск новых форм некоторых генов иммунной системы.
Суть сводится к тому, что гены находятся на хромосомах, образуемых неподвижными молекулами ДНК. Каждая молекула ДНК - это последовательность "букв", зашифровывающая формулы белков, и содержит сотни генов. На основе ДНК синтетизируются молекулы РНК, которые далеко не такие длинные, и каждая РНК соответствует всего лишь одному гену. РНК, в отличие от ДНК, могут выходить из ядра клетки в цитоплазму, где находится аппарат синтеза белка. И только там на базе РНК синтезируются белки, как довольно долго верили, по принципу один ген - один белок.
Интересно, что гены - не есть непрерывные последовательности букв. Они состоят из "кирпичиков", называемых "экзоны", и промежуточных последовательностей, называемых "интроны". ДНК содержит и экзоны, и интроны. Последовательность только что синтезированной РНК полностью этому идентична. А затем промежуточные последовательности вырезаются, и экзоны сшиваются между собой. Этот процесс называется сплайсинг. А теперь - внимание! Эти экзоны могут сшиваться между собой по-разному, таким образом, производя разные РНК и разные белки с одного и того же гена! Это называется "альтернативный сплайсинг". Что ж, идея множественного выбора заложена в самых основах биологии клетки...
Защитив на альтернативном сплайсинге генов имунной системы магистерскую и кандидатскую диссертации, я с головой окунулась в новый проект в другом университете. Надо сказать, что гены занимают ничтожную часть ДНК - менее 10%. Остальные последовательности довольно долго считались "мусором", остатком геномов вирусов и бесполезными повторами. В том числе и интроны - ну зачем нужны последовательности, которые присутствуют в гене единственно для того, чтобы быть вырезанными напрочь? В последние годы выяснилось, что во многих интронах и на пространстве между генами РНК тоже независимо синтезируются. Только они не служат основой для белков. И - интересное дело - число генов у человека немногим больше числа генов у фруктовой мошки. А вот количество "мусорных" последовательностей, не делающих белки, выше во много раз. Значит, зачем-то они нужны? И, может быть, это как-то связано с нашими отличиями от этих самых мошек?
В 2004 году моя нынешняя лаборатория открыла, что количество РНК, производимой в интронах некоторых генов, прямо пропорционально стадии развития рака предстательной железы. Несмотря на то, что никакого белка интроны не производят. Стало ясно, что интронные РНК участвуют в важнейших процессах в жизни клетки. Последние эксперименты указывают, что РНК из интронов напрямую влияют на гены, расположенные на других хромосомах. То есть - регулируют другие гены, производящие белок. В моих опытах, когда я заставила некоторые РНК из интронов производиться в культуре раковых клеток в гораздо большем количестве, скорость роста клеток изменилась! Что означает, что все эти "мусорные" последовательности на самом деле - сложная сеть регуляции. И человек ими пользуется куда усерднее, чем мошка.
Мне тут недавно одна новая знакомая сказала - "Надо же, невозможно представить тебя, занимающуюся сухой наукой!" На мой взгляд, наука сродни музыке. Она требует творческой интуиции и воображения. Постоянного прислушивания к своим ощущениям. Ощущения и идеи всегда крутятся в голове - невозможно быть ученым или музыкантом с 8 утра до 6 вечера. У науки свой ритм и гармония. Своя манера общения между членами "тайного братства". Работать в группе - как играть в ансамбле. Когда привыкаешь понимать друг друга с полуслова, идеи рождаются от обмена взглядом. Когда показываешь фотографию агарозного геля с результатами полимеразной цепной реакции, и у собеседника расширяются зрачки, и он тут же начинает рисовать на первом попавшемся клочке бумаги схемы трансфекции раковых клеток...
Впрочем, может быть, это мой женский способ понимания науки. Или даже детский. Разновидности "безумный телячий восторг" и "все люди - братья". Когда не спрашиваешь себя все время, "тепло ли тебе, девица, тепло ли тебе, красная?" А идешь себе по морозцу - или, скажем, среди пальм - и хрустишь румяным яблоком, передавая его по кругу...