Все дело в волшебных пузырьках. Нобелевку дали за внутриклеточные «развязки» и «светофоры»

Наградили их за открытие механизма регуляции внутриклеточного транспорта, почему когда и в какой упаковке перемещаются все жизненно важные вещества – может объяснить только наш коллега Павел Лобков.

Лобков: Я сначала покажу эту картинку. Что на ней изображено?

Кремер: Развязка.

Лобков: Я думаю, что без … Это мы знаем, потому что мы – люди. Примерно так же выглядит содержимое клетки, если мы посмотрим на него, находясь внутри. То есть там есть фабрики, там есть заводы, там есть разные продукты, производимые разными жильцами разных домов, фабрик. Все эти вещества нужны, часть из них уйдет на экспорт, как в любой стране, в любом городе, часть из них импортируется, часть из них является сигналами. И это все должно как-то перемещаться. Было представление, что это все происходило Броуновским движением, но с ходом научного прогресса оказалось, что все это тщательно упаковано.

По большому счету, клетку можно сравнить, представьте себе аэропорт, в котором одновременно находится миллиард пассажиров, каждый из которых должен попасть в нужный терминал, в нужное место, с нужным багажом. Картинка, картинка, картонка и маленькая собачонка. Есть отдельные транспортеры для собачонок, отдельные – для картонок, отдельные – для корзинок. Более того, и та, и другая, и третья могут оказаться биологическим или ядерным оружием, потому что вещества внутри клетки бывают небезобидными, например, пищеварительные ферменты.

Поэтому если вдруг клетка поджелудочной железы начнет транспортировать пищеварительные ферменты не в просвет кишечника,  а внутрь, это мучительная смерть за 15 минут. И как именно функционирует этот транспорт, какие рельсы внутри клетки проложены для этих пузырьков, как именно они опознают, к какому месту, к какому «терминалу» пристать, где разгрузиться, разгружаться или нет, вот именно это и есть суть этой Нобелевской премии.

Джеймс Ротман, лауреат Нобелевской премии 2013 в области медицины: Что я нахожу особенно удивительным, что у всех живущих организмов весь процесс внутри клеточного транспорта, включая поглощение и выделение веществ, в том числе и таких как нейромедиатор и инсулин, это ручная работа всего нескольких белков. Их называют белками-ловушками, у них общий механизм слияния клеточных мембран. Есть два типа белков, они подходят друг другу как ключ к замку и сливают мембрану к клетке пузырика с веществом. Этот механизм универсален и предельно точен.

Лобков: Действительно, эта логистика… Сколько сегодня «Яндекс.Пробки» в Москве?

Кремер: Немного.

Дзядко: Будет 9.

Лобков: А представьте, что внутри клетки побежали факелоносцы. Вполне допустимая ситуация в клетке, и если при этом «Яндекс.Пробки» 8 в клетке, клетка погибает, потому что никто не знает, куда бежать. Вот эта удивительная система тонкой координации, которая основана на том, что есть рецепторы, они опознают друг друга. Или, например, у нас электрохимические нервные системы. Вот как, кстати, идет пузырек по клетке. Есть ножки, оно идет, это энергозависимый процесс, оно идет по вполне понятному направлению, так растут корневые волоски. Это кусочек будущей корневой стенки корневого волоска растения арабидопсис, а вот так освобождаются нейромедиаторы, когда у нас с вами происходит некая эмоция. Из пузырьков выливаются они туда или движение осуществляется.

Вот токсин ботулина, тоже, кстати, эффект, объяснимый сегодняшней Нобелевской премией. Захватывает пузырек токсин ботулина, он состоит из трех единиц, выделяется одна. И что она делает?  Вот видите синий отросток у пузырька, этим синим отростком он должен узнать ту часть мембраны, которая прикрепится, чтобы высвободить нейромедиатор, а кусок отрезанного опознать нечем. И в результате нервный сигнал не передается. Это то, что называется паралич мышц, как действует ботокс, например. То есть такие разные механизмы, как рост корневого волоска или как действие ботокса можно объяснить с помощью тех работ, которые были сделаны.

И это еще не конец, потому что на каждом пузырьке помечена дата изготовления, срок годности, стоит баркод или QR-код, который распознается многочисленными контролирующими инстанциями. То есть можно сказать, что сегодняшняя Нобелевская премия – это еще и гимн бюрократии. Потому что мы часто жалуемся, что в обществе много бюрократии, инстанции, которые что-то проверяют, что-то одобряют, что-то – нет. На самом деле, тех людей, которых любит Сергей Борисович Иванов, тех москвичей, которые производят железки и детали для атомных станций, в клетке очень немного, примерно 40 тысяч генов. А остальные гены…

Кремер: Креативный класс?

Лобков: Занимаются исключительно контролем, надзором, контролем за надзором, надзором за контролем. То есть там почище, чем в администрации президента бюрократия, но эта бюрократия работает бесперебойно. В частности, успех этих биологических систем говорят о том, что общество, любая макросистема с огромным количеством бюрократии не обязательно помирает, возможно, это является необходимым условием его выживания.

Кремер: Сколько лет они потратили на эту работу?

Лобков: Первые годы были в начале 70-ых. Вообще первые работы были на одной клетке дрожжей, мутантные клетки, которые почему-то не выделяли то, что дрожжи обычно выделяют, то есть спирт. И до выделения нейромедиаторов нервных клеток, как это происходит, как действует ботулиновый токсин, это уже конец 90-ых. Вообще этим работам, скажем, 20 лет.