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.

2 травня з МАНівцями спілкувався американський біолог Крейг Мелло — лауреат Нобелівської премії з фізіології або медицини 2006 року за відкриття РНК-інтерференції.

Що спільного в людей із черв’яками і до чого тут зникнення динозаврів

Крейг Мелло розпочав лекцію з того, що живі організми, які існують на Землі, насправді надзвичайно схожі між собою. Цю тезу підкріпив власним дослідженням черв’яка виду Caenorhabditis elegans. Він виявив базові схожості між ним і людиною: в обох є нервова система, що подає сигнали, м’язи, що скорочуються, і яєчники для створення подібних до себе. 

Вчений поділився тим, що свого часу його глибоко вразила новина про те, як науковці отримали інсулін завдяки генетичним маніпуляціям із клітинами кишкової палички Escherichia coli. Це змотивувало замислитися, наскільки живі організми пов’язані генетично та здатні розуміти генну мову одне одного, навіть якщо вони на перший погляд зовсім різні. 

Науковець наголосив, що все живе на Землі справді має спільного предка. Це стає зрозумілим, якщо візуалізувати історію життя від його появи до сьогодні. У науковій спільноті існує припущення, що всьому передувала РНК, яка сприяла утворенню перших клітин. Найперша клітина стала спільним першопредком для різних форм життя: з неї проростає їхнє генеалогічне дерево. 

Відтоді «дерево життя» на Землі розгалужувалося ще більше та переживало різні кліматичні зміни на планеті, як-от кисневу катастрофу через надмірне виділення ціанобактеріями кисню чи геологічні зледеніння, що тривали мільйони років. Біологічне різноманіття ж у сучасному вигляді утворилося лише після зникнення динозаврів. Якщо уявити, що вся історія життя — це 1 рік, що починається з 1 січня, то динозаври вимерли 27 грудня о 4 ранку, тобто наш біологічний світ існує порівняно недовго. 

«Проте, — підкреслив учений, — попри всі кліматичні випробування та катаклізми, життя не переривалося, а лише адаптувалося до нових умов. Саме тому наш спільний предок лишається — це та сама перша клітина, що виникла близько 3,8 мільярдів років тому. Це важливо розуміти, вивчаючи молекулярну генетику».

Що таке РНК-інтерференція і як живі організми розуміють мову генів

Спершу лектор пояснив, які функції виконує РНК і чим вона відрізняється від ДНК, за допомогою аналогії: якщо ДНК — це жорсткий диск на нашому внутрішньому комп’ютері, то РНК — програмне забезпечення. Саме воно допомагає нашому тілу виконувати різні операції, наприклад, рухати м’язами. Матрична РНК (тип РНК, що переносить інформацію про структуру білків) утворює нуклеотидні послідовності, що можуть формуватися з 4 видів нуклеотидів, тобто з 4 літер, що їх позначають. Ці літери в різних послідовностях можуть складатися у слова, які своєю чергою формують мову — генетичний код. Спершу інформація переходить від ДНК до РНК, потім нуклеотидна послідовність мРНК перекладається на мову амінокислотної послідовності білка. Таким чином відбувається синтез білка. 

Проте бувають випадки, коли інформація у вигляді гену, що потрапляє до клітини, глушиться. Саме цей процес назвали РНК-інтерференцією. Вона запускається, коли до цитоплазми потрапляє дволанцюгова РНК. Так відбувається, оскільки зазвичай РНК складається з одного ланцюга, проте багато вірусів містять дволанцюгову РНК. Через це клітина сприймає її як потенційну загрозу, тому про всяк випадок блокує таку інформацію. Отже, механізм РНК-інтерференції — це природний антивірус живих організмів.

Навіщо вивчати, як клітини обробляють генну інформацію?

Крейг Мелло стверджує, що відкриття РНК-інтерференції розгортає перед науковцями яскраві перспективи — передусім подальші розробки в галузі генної інженерії, вивчення й лікування спадкових хвороб, а також створення ліків і вакцин на основі мРНК. Зокрема завдяки цьому механізму можна буде боротися з серцево-судинними, онкологічними й ендокринними захворюваннями.

Також знання про те, як клітини обробляють інформацію, дозволяють наступним поколінням учених робити подальші фундаментальні відкриття. Дослідник сподівається, що згодом наука зможе пояснити, як саме відбуваються процеси старіння, а також чому деякі організми не старіють. 

Окрім цього, Мелло провів паралелі між техніками інформаційної гігієни клітин і людей. Він стверджує, що уважність та обережність клітин щодо незнайомої та підозрілої інформації може навчити нас так само фільтрувати новини й відкидати фейки.

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

Про аквапорини, важливість їх дослідження та єднання націй через науку: конспект лекції Пітера Егра