Пресса об Институте. Рак сдается?

«Молодость Сибири»

г. Новосибирск, 21 ноября 1972 г.

РАК СДАЕТСЯ?

Вести с переднего края науки… Сегодня их ждут с особым нетерпением, потому что наука становится непосредственным движетелем человеческого прогресса, самой характерной чертой нашей эпохи.

Физики, химики, математики, историки, философы… Могучая армия. Кто, чья наука определяет время? Ответы, конечно, могут быть самыми разными. Что же касается реальных прогнозов, то они все больше склоняются к мысли: наука завтрашнего дня – биология, именно здесь ожидаются наиболее «сенсационные» открытия, обещающие произвести в умах настоящую революцию.

Тайна клетки, ее удивительная внутренняя организация любопытна не просто сама по себе, не только с точки зрения биолога.

Итак, слово- ученому.

В этой статье я хочу рассказать об одном, пожалуй, самом крупном за последнее десятилетие, открытии молекулярной биологии. Чтобы была понята его суть, напомню некоторые основные положения этой науки, установленные лет 15-20 назад. Совсем коротко.

Речь идет о следующем. Генетическая информация закодирована в каждой клетке в гигантских молекулах ДНК. Если в клетке идет синтез какого-то белка, то на том участке ДНК, где закодирована структура белка, строится его зеркальная копия – молекула информационной РНК. Последняя выходит из ядра клетки в ее цитоплазму, где с помощью особых образований – рибосом в полном соответствии со строением (последовательностью букв-нуклеотидов) этой РНК собирается из аминокислот молекула белка. Таким образом, информация в клетке передается всегда в следующем порядке: хранительница генетической информации, молекула наследственного вещества ДНК – молекула-посредник РНК – белок. Это положение считалось незыблемым и даже получило название «центральной догмы молекулярной генетики».

Так вот, суть открытия, о котором я собираюсь рассказать в том, что сейчас доказано: одно звено в этой догме неверно – информация может передаваться не только от ДНК к РНК, но и в обратном порядке – на молекуле РНК может быть построена молекула ДНК.

Казалось бы, причем здесь рак? Тут я вынужден вернуться к событиям начала века.

В 1911 году молодой американский ученый П. Раус впервые показал, что одна из опухолей у животных (саркома у кур) может быть вызвана введением особого вируса. Долгое время это открытие не производило особого впечатления на ученых-онкологов. Но постепенно накапливалось все больше и больше экспериментальных данных о том, что по крайней мере у какой-то части животных некоторые вирусы действительно вызывают опухоли. Таких данных стало со временем так много, что недавно Раусу – более чем через полвека после открытия! – была присуждена Нобелевская премия.

Итак, вирусная природа некоторых злокачественных опухолей официально признана. Но одно обстоятельство продолжало смущать ученых. Экспериментаторы, инфицируя клетку онкогенными вирусами, превращали их в злока- чественные, но при исследовании возникшей опухоли эти вирусы, как правило, найти не удавалось. Виновника и след простыл!

Простыл ли? Первым попытался разрешить эту задачу выдающийся советский ученый Л.А. Зильбер. В 1944 году он предложил вирусо-генетическую теорию. По этой теории судьба онкогенных, то есть вызывающих рак вирусов в корне отличаются от судьбы обычных инфицированных вирусов (например, гриппа или оспы), которые, попадая в клетку, размножаются в ней, а затем убивают последнюю. Онкогенные вирусы ведут себя иначе. Их наследственные молекулы встраиваются в наследственный аппарат клетки, которая после этого не гибнет, а, наоборот, становится более жизнеспособной, чаще делится, так что, в конце концов, образуется опухоль. В этой опухоли частиц вируса нет, но след? – след есть и очень важный. В самом сердце клетки, в ее наследственном веществе, прибавилась чужеродная вирусная вставка, заставляющая клетку и ее потомков быть раковыми и запрещающая возврат к нормальному состоянию.

Красивая и плодотворная теория! Но у нее на пути и встала вдруг «центральная догма молекулярной генетики». Дело в том, что наследственное вещество любой клетки – это ДНК. А в 60-х годах, когда многие онкогенные вирусы были выделены и изучены, оказалось, что у них очень часто наследственным веществом является РНК. Но РНК не может быть встроена в наследственный материал клетки, там есть только ДНК, это хорошо известно. Что же, теория неверна?

И вот тогда в 1964 году малоизвестный вирусолог Висконсинского университета в США Говард Тёмин высказал смелое предположение. Он утверждал, что есть путь для включения наследственной информации РНК-вых онкогенных вирусов в ДНК-вое наследственное вещество клетки. Этот путь - синтез «провируса» - отпечатка ДНК с молекулы РНК вируса. Такой отпечаток может быть включен в состав ДНК клетки и наследственная информация вируса объединится с наследственной информацией клетки, как того и требует теория Зильбера.

Идея Тёмина была встречена весьма скептически. И понятно, ведь до этого времени никто не наблюдал синтеза ДНК на молекуле РНК. «Центральная догма», прочно вошедшая в умы исследователей, утверждала: этого не бывает. В таких случаях одной гипотезы мало, нужны веские доказательства. И Тёмин не шесть лет скрылся из глаз критиков «авантюристической» идеи, чтобы в лаборатории получить эти доказательства. Он не знал того, что в это время в Киеве, в лаборатории профессора С.М. Гершензона получены результаты, подтверждающие его мысль. Мне случилось весной 1966 года быть на студенческой конференции в Ереванском университете, где студентка-дипломница из этой лаборатории докладывала о работе, для объяснения результатов которой необходимо было допустить наличие синтеза ДНК на матрицах РНК. Но… Тёмин не знал тогда Гершензона, а Гершензон – Тёмина.

Из своего лабораторного заточения Тёмин появился 29 мая 1970 г. на Х Международном противораковом конгрессе в Хьюстоне, где он представил первые доказательства синтеза ДНК на РНК онкогенных вирусов. Это была сенсация! Несколько крупных ученых, приехав с конгресса, срочно проверили его данные. Полное подтверждение!

Дальше события развивались необыкновенно стремительно. 13 июня 1970 года в международном журнале «Нейгер» («Природа») Тёмин сообщает, что он обнаружил в вирусах саркомы Рауса принципиально новый фермент – РНК-зависимую ДНК-полимеразу, фермент, обеспечивающий синтез ДНК на РНК. В этом же журнале от 27 июня он приводит экспериментальные доказательства своего открытия. И в этом же номере уже есть статья другой группы ученых о том, что такой же фермент обнаружен и в вирусах лейкоза животных. В августе сразу три группы ученых (те, что были на конгрессе) сообщают новые, все более убедительные доказательства синтеза ДНК на вирусной РНК. За короткое время этот фермент был обнаружен во всех онкогенных РНК, содержащих вирусы. Но молекула клеточной ДНК состоит из двух цепочек. В результате синтеза ДНК на РНК образуется гибридная молекула, состоящая из цепочки ДНК и цепочки РНК. Такая молекула тоже не может встроится в наследственный материал клетки.

И вот две группы ученых, группа Спигелмана и группа Тёмина, обнаруживают еще один новый особый фермент: он строит двухцепочечную ДНК на гибридной (ДНК-РНК) молекуле. Принципиальные возрождения против вирусо-генетической теории рака сняты! Мало того, неутомимый Тёмин публикует сообщение об открытии еще трех ферментов, в вирусах рака – ферментов, которые рвут молекулу ДНК-хозяина т вставляют в разрыв ДНК «провируса».

Логичнейшая цепь крупнейших открытий, которые ш9ли друг за другом в течение всего лишь нескольких месяцев, привела к полному представлению судьбы онкогенного вируса в клетке.

А что дальше? Дальше очень много работы. Ведь так и не ясно, что же за информацию несет вирус, почему клетка начинает неудержимо размножаться, как бороться с вирусом и «провирусом». Сейчас этими проблемами занимаются очень многие коллективы, и те успехи, о которых рассказано в этой статье, им очень помогли.

Е. Грунтенко, кандидат биологических наук, Институт цитологии и генетики СО АН СССР.