Биотехнология: что это такое? - Вакула Владимир Леонтьевич (читать книги без регистрации .txt) 📗
Ученые разных стран пытаются создать генно-инженерную вакцину против СПИДа. Определенные успехи достигнуты и на пути производства искусственных вакцин, в которых защитный антиген присоединяется к молекуле синтетического полимера. Так что последний выступает здесь сразу в двух ролях — носителя и стимулятора иммунного ответа.
Такие вакцины уже существуют, успешно прошли проверку не только на экспериментальных животных, но и в широкой ветеринарии и всюду оказались весьма результативными.
Многое сделано и для диагностики СПИДа, в том числе и советскими учеными, создавшими под руководством академика Р. В. Петрова диагностическую систему «Пептоскрин».
Но... СПИД настолько грозная опасность для человечества, так многолико ее проявление, что работы по ее изучению хватит и для исследователей грядущих поколений.
Но прежде чем завершить эту часть своего рассказа, нам придется вновь вернуться в год 1984-й. Уж очень он был «урожайным» на Нобелевские премии за достижения успехов, имевших непосредственное отношение к обсуждаемой проблеме. Речь на сей раз пойдет о Р. Брюсе Меррифилде, удостоившемся чести стать нобелевским лауреатом за «простую и гениальную» идею автоматического синтеза белков. Идею, открывшую невиданные ранее возможности в химии белков, пептидов и нуклеиновых кислот.
Но вы сказали, что работы ученого имеют самое непосредственное отношение к теме этой книги, так и слышу я недоуменный вопрос читателя.
И безоговорочно это подтверждаю. Дело в том, что любая биотехнологическая проблема, в том числе и из разряда иммунобиотехнологических, как правило, сводится к проблеме белков. Их синтеза, воспроизводства, обнаружения, расщепления, узнавания и т. д. и т. п. Удивительно ли, что Р. Меррифилд еще в 50-е годы увлекся проблемой «сборки» аминокислот в пептиды, представляющие собой как бы упрощенный вариант белков. Почему упрощенный? Да потому, что длина аминокислотных цепочек, из которых складываются пептиды, короче белковых. Целью Р. Меррифилда стало создание метода, позволившего бы осуществить автоматический синтез молекул белка. Он искал и нашел самый рациональный способ «сборки» длинных цепей аминокислот, ковалентно связав первую аминокислоту с гранулой полистирола.
Вопрос о последовательности и способе присоединения остальных кислот решался ученым предельно просто. Они в определенной последовательности присоединялись исследователем к предыдущему звену цепи. Присоединение происходило с помощью обычной, широко распространенной в таких операциях химической реакции, которую, к тому же, оказалось совсем не трудно поставить и «на поток». А как только синтез полипептидной цепи завершится, ее легко отделить от носителя.
Осуществление этой простой, но поистине гениальной идеи необыкновенно много дало практике. И прежде всего медицине и фармакологии. Так, первым белком, созданным по методу Меррифилда, стал инсулин, затем сразу в нескольких лабораториях мира тем же способом получили синтетические вакцины. В том числе против гриппа, гепатита В, бешенства.
И что интересно, при производстве таких вакцин обошлись без синтеза всего белка. Достаточным оказалось и оболочки вирусной частицы, обладающей антигенными свойствами, а значит и стимулирующей в организме продуцирование антител. (Вспомните о «фотографии», дающей представление иммунной системе об облике врага.)
Синтетические вакцины лишены тех недостатков, которые свойственны обычно вакцинам естественным. Ведь они представляют собой препараты убитых или ослабленных микроорганизмов, а значит, и не исключают возможности заражения. Метод Меррифилда или, как его сейчас принято называть, метод твердофазного химического синтеза имеет и другие многочисленные применения. Например, с его помощью получают гормон роста (гипофизарный гормон АКТГ), тиреоидный гормон кальцитонин, глюкагон — белок, вырабатываемый поджелудочной железой.
Последний, кстати, был синтезирован непосредственно в лаборатории Р. Меррифилда. А насколько огромна потребность в этом гормоне практического здравоохранения всех стран мира, медикам прекрасно известно. Ведь это тот самый гормон, который повышает в крови содержание сахара и убыстряет расщепление в печени гликогена.
Казалось бы, Р. Меррифилд сделал для науки столь много, что вполне заслужил право на более спокойную: жизнь. Но, достигнув таких поистине заоблачных высоту он отнюдь не намерен замедлить поиск. И очень скоро Е в его лаборатории вновь закипит работа. На сей раз, здесь синтезируют аналоги глюкагона. Они необходимы для создания ингибиторов этого гормона — веществ, дублирующих деятельность глюкагона, но составляющих ему конкуренцию, «претендующих» на прямой контакт с активными центрами в печеночных клетках. Но при этом ингибиторы глюкагона не стимулируют образование сахара, а это значит, что лечение диабета значительно облегчается.
Казалось бы, столь длинный перечень достоинств метода Меррифилда уже достаточно авторитетно засвидетельствовал заслуги ученого перед медициной и человечеством. Но бесконечна дорога познания и бесконечен поиск, ведущийся на его этапах и передающийся эстафете от поколения к поколению. И Р. Меррифилд с соратниками уже бьются над загадкой анафилатоксина С3а — полипептида, состоящего из 77 (!) аминокислот.
В чем секрет этого пептида, как и с помощью чего провоцирует он в организме воспалительный процесс, являющийся естественным ответом иммунной системы на проникновение в организм инфекции?
Ученый ищет и находит ответ на поставленный им же самим вопрос. Активной частью молекулы анафилатоксина оказываются пять последних в пептидной цепи аминокислот. Задача теперь ясна и конкретна — нужно создать препарат, способный нейтрализовать СЗа, а затем на его основе создать эффективное средство, помогающее при астме, ревматоидном артрите и прочих заболеваниях, называемых общим «именем» аутоиммунных, то есть вызванных пороками, сбоями в иммунной системе.
Что дал и что еще даст науке и человечеству метод лауреата Нобелевской премии Р. Брюса Меррифилда, оценить по достоинству очень трудно. Сегодня с его помощью, например, весьма успешно исследуют зависимости биологических функций белка от их структуры. А ведь в числе этих белков гормоны, ферменты, антитела...
Какие тайны скрывают они еще от человечества, какие перспективы связаны с их познанием? Способ синтеза белковых соединений по Меррифилду — подмога, опора в становлении и метода моноклинальных антител. Потому что клоны гибридных клеток продуцируют антитела к антигенам, которые синтезируются на твердых носителях. И несть числа возможностям метода, созданного по воле и под руководством всего одного человека. И нет ему ни громкой славы, ни аплодисментов почитателей таланта. Да и не надо всего этого людям подобного склада. Они зачастую и не замечают «околовсяческой» шумихи на своем извечном пути к Истине, по которому идет человечество долгие, долгие века...
Эта всемогущая наука...
А теперь представьте себе большой и светлый зал. Бесшумно работают вентиляторы, на столиках перед собравшимися исходят холодным потом бутылки с прохладительными напитками, а за окнами цепенеют от зноя пальмы. И напряженная, будто стеклянная тишина... Все боятся пропустить даже слово из того, что рассказывают, сменяя друг друга, докладчики. А рассказать им есть о чем — международные конференции по биотехнологии собирают, как правило, корифеев. От науки, бизнеса, медицины. И очень жаль, что далеко не всё из обсуждаемого на такого рода конференциях становится потом достоянием общественности. А ведь если б всю информацию (все же просачивающуюся по самым разным каналам на страницы печати, в радиоэфир и телевизионные программы) о положении, развитии и проблемах этой современной науки хотя бы раз сконцентрировать в каком-либо одном научно-популярном издании, читатель наконец получил бы достоверную картину о том, что именно представляет собой биотехнология наших дней. И наверняка открыл бы для себя, что она, оказывается, давным-давно покорила мир.
