Мала академія наук запустила цикл зустрічей із Нобелівськими лауреатами. На лекціях зіркових науковців можна почути історії успіху та епікфейлів, надихнутися прикладами та поставити вченим власні запитання.

27 квітня з МАНівцями спілкувався американський біолог Пітер Егр — лауреат Нобелівської премії з хімії 2003 року за відкриття водних каналів у клітинах.

Що таке аквапорин і як науковці віднайшли цей білок?

Вчений почав лекцію з думки про надзвичайні властивості й важливу роль води в біологічних процесах, зокрема її циркуляції у живих організмах. За словами Егра, як у природі вода сама по собі спокійна, а під дією різних фізичних процесів може ставати бурхливою, так і в організмі людини рідини функціонують по-різному залежно від стану здоров’я. Якщо людина хворіє, вода всередині тіла працює по-іншому, відповідно кров може густішати чи розріджуватися, слизові оболонки — пересихати, а нирки — порушувати свою роботу та припиняти фільтрувати рідину. Вчених, зокрема Пітера, такі важливі процеси дуже цікавлять.  

Коли лектор починав свої дослідження, у науковій спільноті панувала думка, що мембрани клітин пропускали рідини шляхом дифузії, проте водночас припускали, що мають існувати додаткові утворення для фільтрації. Основним питанням було те, як саме ці утворення пропускають крізь себе лише молекули води, а все інше відфільтровують.

У 80-х роках ХХ століття Егр активно експериментував із мембранними білками та помітив певні схожості в тих білків, що містяться у клітинах червоних кров’яних тілець, з тими, що є у клітинах нирок. Він припустив, що саме ці білки можуть бути ключем до розуміння транспортування та фільтрування рідин організмом. Аби перевірити припущення, команда Пітера провела експеримент. У дистильовану воду помістили дві групи клітин: одні містили багато цих білків, другі були без них. Поки друга група лишалася незмінною, клітини першої почали наповнюватися рідиною та вибухати від надлишку води. Таким чином науковці визначили, що білок, який вони виявили, справді відповідає за насичення клітин водою та її фільтрацію. Пітер Егр назвав цей білок аквапорином.

Чому дослідження аквапоринів такі важливі?

Науковці продовжили експерименти з аквапорином і виявили, що існує ціла група таких білків. Вони також зрозуміли, що такі білки містяться в бактеріях, рослинах, організмах тварин, а різні типи аквапоринів є в різних органах. Наразі відомо, що в людському організмі міститься понад 10 типів аквапоринів.

За словами Егра, після відкриття аквапоринів науковці почали братися за більш точкові дослідження тих чи інших типів цих білків. Згодом отримані дані заходилися використовувати для попередження та лікування хвороб.

Наприклад, аквапорини 1 і 2 містяться в нирках і допомагають фільтрувати сечу. Мутації цих білків можуть призводити до захворювань, зокрема до нефрогенного нецукрового діабету.

Дослідження аквапорину-4 допомогло вченим краще зрозуміти будову клітин мозку та визначити природу багатьох неврологічних захворювань. Зокрема, Махмуд Амірі-Могаддам порівняв мозок здорових мишей і тих, що мають в організмі мутації аквапорину-4. Це поглибило наукові знання про природу інсульту та виникнення пухлин. 

Як аквапорин-3 допомагає лікувати малярію?

Вчений розповів, що епідемії малярії в Африці, які викликали масові неврологічні патології та смерті, особливо хвилювали його та підштовхували до невтомних пошуків вирішення проблеми. Дослідження Пітера та багатьох інших науковців довели, що  під час зараження організму збудником малярії — плазмодієм — той краде аквапорин-3 у клітин крові, а потім розмножується в печінці. Аби запобігти розвитку хвороби, потрібно не дати плазмодію достатньо розмножитися. Саме дослідження механізму захоплення паразитом аквапорину-3 стало основою для розробки ліків від малярії. 

Пітер також згадав про свою участь у перших успішних спробах лікування малярії. На початку 2000-х він відвідав Замбію, Конго і Зімбабве. Там співпрацював з місцевими вченими й лікарями та знайомився з культурами й народами. Науковець розповідає, що робота з мультинаціональними командами в лабораторіях допомогла зрозуміти, що наука — це не досягнення окремих особистостей чи університетів, а результат спільної праці багатьох учених, що має належати людству.  

Попереду ще багато цікавих лекцій! 

Посилання на форми реєстрації шукай на сайті МАН у розділі «Наукові івенти» ➡️ https://man.gov.ua/events 

І читай найцікавіше з інших лекцій серії ➡️

Про світлодіоди, шлях до «Нобелівки» та мрії: конспект лекції фізика Хіросі Амано

Про мозок, навчання уві сні та саморозвиток у складні часи: конспект лекції Барбари Оклі

Про пам’ять, орієнтацію у просторі та лікування хвороби Альцгеймера: конспект лекції Мей-Брітт Мозер

Фейки про рослин-мутантів, користь від ГМО і небезпека їхньої заборони: конспект лекції Річарда Джона Робертса

Про нейтрино та історію дослідження цієї частинки: конспект лекції Шелдона Лі Ґлешоу

Про вивчення нейронів, дослідження неврологічних хвороб і різницю між мозком і комп’ютером: конспект лекції Едварда Мозера

Про нейтрино, таємниці осциляцій і нові закони Всесвіту: конспект лекції Такаакі Кадзіти