Нобеля по химии опять дали за биологию

Троица сегодняшних нобелиатов занялась рибосомой, когда про нее уже знали все главное, вроде бы к шапочному разбору — в 80-е и 90-е годы. К этому времени основные ее функции уже были установлены и вошли в школьные учебники: это главная машинка жизни — машинка, при помощи которой клетка делает все свои белки (помните Энгельса: «Жизнь — это форма существования белковых тел»?). Десятки тысяч белков, работающих в клетках и тканях живых существ, — это молекулы, определяющие отличие мухи от слона, печени от сердца и вируса ВИЧ от кактуса. Белки закодированы в генах при помощи последовательностей «букв» в молекулах ДНК. Рибосомы есть во всех клетках, и они заняты так называемой трансляцией: переводом генетической информации на язык белков.

Все это называется Центральной Догмой Молекулярной Биологии — она была сформулирована нобелевским лауреатом Френсисом Криком в 1970 г. Но одно дело теория, а другое — точная структура рибосомы. До работы сегодняшних нобелиатов у нас в руках были только вот такие электронные фотографии:

Черные мушки, которыми «обсижены» эти нити, и есть рибосомы. Они выстроены по спирали, чтобы одновременно считывать несколько копий белка с одной матрицы — молекулы с генетическим кодом. Вот крупнее:

Придумав и применив несколько революционных технологий, химики научились получать 3D-модели рибосом с точностью до атома. Мы можем их вам продемонстрировать с любезного разрешения профессора Ады Йонат.

Вот первая модель.

Вот еще одна.

Эта особая точность дала новые подходы к изобретению антибиотиков: у нас и у микробов рибосомы принципиально различаются. Эту разницу используют некоторые классические антибиотики: они убивают рибосомы бактерий, а наши не трогают. Но те лекарства, которые можно сделать на основе точной информации, могут быть гораздо эффективнее, чем имеющиеся у нас; это может быть решением проблемы резистентности микробов, о которой недавно говорил Евгений Нудлер.

Но важно не это. Как всегда в таких случаях, прикладные следствия — это частность. Важнее, что благодаря описанию точной структуры рибосом вот уже 20 лет ученые обращаются к ним на «ты», получая все новые и новые результаты для фундаментального понимания работы клетки. А значит — и вообще жизни на Земле. Академик Александр Спирин (который, хоть и не получил Нобелевскую премию, открыл основные черты структуры рибосомы в 60-е) как-то хорошо сказал в ответ на вопрос, где кончается Дарвин и где начинается Бог: «Как из одноклеточных существ получилась вся жизнь на Земле — это я еще могу себе представить. Но вот возникновение рибосомы — это чудо!»

Если для вас неочевидно, почему это так, — посмотрите фрагмент замечательного балета о работе рибосомы, который поставили стэнфордские студенты в 1971 году. Сразу делается понятно, что к чему.

Полную версию балета с комментарием химика Пола Берга, лауреата Нобелевской премии 1980 года, можно посмотреть здесь.

Обсудить на сайте