04.04 Ñèíòåòè÷åñêàÿ ýâîëþöèÿ: ïóñòü ðàáîòàåò ÄÍÊ
Ó÷åíûå ðàññ÷èòûâàþò èñïîëüçîâàòü äâèæóùóþ ñèëó ýâîëþöèè äëÿ ïîëó÷åíèÿ íîâûõ ñèíòåòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ.
Ãðóïïà èññëåäîâàòåëåé ïîä ðóêîâîäñòâîì Äýâèäà Ëþ, ïðîôåññîðà Ãàðâàðäñêîãî óíèâåðñèòåòà, ðàçðàáîòàëà íîâûé ìåòîä ñîçäàíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ, ñïîñîáíûõ âûñòóïàòü â êà÷åñòâå êàòàëèçàòîðîâ â õèìè÷åñêèõ ðåàêöèÿõ èëè îáëàäàþùèõ ïîâûøåííûì òåðàïåâòè÷åñêèì ýôôåêòîì.
«Îïðåäåëåíèå ïîëèìåðîâ äîâîëüíî ðàñïëûâ÷àòî, — ãîâîðèò Ëþ, — íî â áèîëîãèè ñàìûìè ðàñïðîñòðàíåííûìè ïîëèìåðàìè ìîæíî ñ÷èòàòü êðóïíûå ìîëåêóëû áåëêîâ, ÄÍÊ è ÐÍÊ. Áèîëîãè÷åñêèå ïîëèìåðû ìîãóò îáëàäàòü çàìå÷àòåëüíûìè ñâîéñòâàìè, òîãäà êàê íàøè âîçìîæíîñòè ñîçäàíèÿ ñèíòåòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ ñ çàäàííûìè õàðàêòåðèñòèêàìè âåñüìà îãðàíè÷åíû — îò÷àñòè ïîòîìó, ÷òî ìû íå ìîæåì çàñòàâèòü èõ ýâîëþöèîíèðîâàòü. Íî ìû ïðèñòóïèëè ê ðåøåíèþ ýòîé ïðîáëåìû».
Ðàíåå ó÷åíûì óäàâàëîñü ïîëó÷èòü ñèíòåòè÷åñêèå ïîëèìåðíûå ìàòåðèàëû, èñïîëüçóÿ ãåíåòè÷åñêîå êîäèðîâàíèå. Ïðè ýòîì íîâûå ìîëåêóëû òî÷íî êîïèðîâàëè ãåíåòè÷åñêèé øàáëîí, èñïîëüçóåìûé äëÿ èõ ñîçäàíèÿ.
Êîìàíäà Ëþ ïîøëà ïî äðóãîìó ïóòè: âìåñòî òîãî, ÷òîáû ïîçâîëèòü «ñòðîèòåëüíûì áëîêàì», èç êîòîðûõ ñêëàäûâàåòñÿ ïîëèìåð, âçàèìîäåéñòâîâàòü ñ ÄÍÊ íàïðÿìóþ, îíè èñïîëüçîâàëè «ìîëåêóëó-àäàïòåð». Àäàïòåðû, êàæäûé èç êîòîðûõ íåñåò íà ñåáå ÷àñòü áóäóùåãî ïîëèìåðà, ñâÿçûâàþòñÿ ñ ÄÍÊ-øàáëîíîì, à íà çàêëþ÷èòåëüíîì ýòàïå, êîãäà ïîëèìåð óæå ñôîðìèðîâàí, «ñðåçàþòñÿ». Äàííàÿ ñòðàòåãèÿ, ïî ñëîâàì Ëþ, ñïèñàíà ñ ïðèðîäíîãî ïðîöåññà ñèíòåçà áåëêîâ, â õîäå êîòîðîãî «íàãðóæåííûå» àìèíîêñëîòàìè ìîëåêóëû òÐÍÊ ñâÿçûâàþòñÿ ñ íèòÿìè ìÐÍÊ, à ñàìè àìèíîêèñëîòû îáúåäèíÿþòñÿ â áåëîê.
Òåîðåòè÷åñêè, òàêàÿ ìåòîäèêà ìîæåò ïîçâîëèòü ñèíòåòè÷åñêèì ïîëèìåðàì «ýâîëþöèîíèðîâàòü», ïðèîáðåòàÿ óíèêàëüíûå ñâîéñòâà, êîòîðûå íåâîçìîæíî ñïðîåêòèðîâàòü è ïîëó÷èòü â ëàáîðàòîðèè, èñïîëüçóÿ îïèñàííûé ðàíåå ïîäõîä.
 êà÷åñòâå ïðèìåðà Ëþ ñòàâèò çàäà÷ó ïîëó÷åíèÿ ñèíòåòè÷åñêîé ìîëåêóëû, âëèÿþùåé íà ýêñïðåññèþ îïðåäåëåííîãî ãåíà â ïðèñóòñòâèè áåëêîâ, ñâÿçàííûõ ñ ðàêîì, èëè ïðè ïîâûøåííîì óðîâíå ãëþêîçû. Ìîæíî íà÷àòü ñ îáçîðà ñîâðåìåííûõ èññëåäîâàíèé íà ýòó òåìó, à çàòåì ïîïûòàòüñÿ ïðåäïîëîæèòü, êàê ìîãëà áû âûãëÿäåòü ìîëåêóëà ñ çàäàííûìè ñâîéñòâàìè.
Íî äëÿ ðåøåíèÿ ñòîëü ñëîæíîé çàäà÷è ïðåäïîëîæåíèé (äàæå îñíîâàííûõ íà ãëóáîêèõ çíàíèÿõ áèîõèìèè) ìîæåò îêàçàòüñÿ íåäîñòàòî÷íî. Òîãäà êàê ýâîëþöèÿ âïîëíå ìîæåò äîñòè÷ü ýòîé àìáèöèîçíîé öåëè, ñ÷èòàåò Ëþ.
«Ïðèðîäå ìîãóò ïîòðåáîâàòüñÿ ìèëëèîíû ïîêîëåíèé äëÿ ýêñïåðèìåíòîâ, ïðîâîäèìûõ ïî÷òè âñëåïóþ, — ãîâîðèò ïðîôåññîð, — íî íàèáîëåå óñïåøíûå ñòðàòåãèè êàæäîãî ïðåäûäóùåãî ïîêîëåíèÿ ïåðåäàþòñÿ ïîñëåäóþùåìó. Ýâîëþöèÿ — ïðîöåññ èòåðàöèîííûé, ïîýòîìó äàæå êðîøå÷íûå óñïåõè îäíîãî ïîêîëåíèÿ íàêàïëèâàþòñÿ è ìîãóò ïðèâåñòè ê çíà÷èòåëüíîìó ðåçóëüòàòó â áóäóùåì».
Äàëüíåéøàÿ ðàáîòà ó÷åíûõ áóäåò íàïðàâëåíà íà ïîëó÷åíèå ñèíòåòè÷åñêèõ ïîëèìåðîâ, êîòîðûå ñìîãóò ñêëàäûâàòüñÿ â çàäàííóþ òðåõìåðíóþ ôîðìó, áóäóò îáëàäàòü èíòåðåñíûìè äëÿ áèîëîãîâ è áèîõèìèêîâ ñâîéñòâàìè è ïîñëóæàò êàòàëèçàòîðàìè ðåàêöèé.
Ïîìèìî ïîòåíöèàëüíîãî ñîêðàùåíèÿ çàòðàò íà ïðîèçâîäñòâî ìíîæåñòâà ñîåäèíåíèé, âêëþ÷àÿ ìåäèöèíñêèå ïðåïàðàòû, íîâàÿ ñòðàòåãèÿ ñèíòåçà ìîæåò ïðîëèòü ñâåò íà âîïðîñû î ïðèðîäå æèâûõ ñèñòåì, íî êîòîðûå òðóäíî îòâåòèòü íà äàííîì ýòàïå ðàçâèòèÿ íàóêè. Íî çàñòàâèâ ñèíòåòè÷åñêèå ïîëèìåðû âûïîëíÿòü òå æå çàäà÷è, ÷òî è áèîëîãè÷åñêèå, ìîæíî áóäåò âûïîëíèòü ìíîæåñòâî èññëåäîâàíèé, ÷òîáû íàéòè îòâåòû.
Ïî ñîîáùåíèþ Harvard Gazette


