Новая технология раскроет тайну работы генов

Понять, чем занимается определенный ген в организме, бывает очень не просто. В своих опытах ученые нередко блокируют функцию того или иного гена, чтобы посмотреть, что произойдет после. Однако зачастую это напоминает попытку выяснить, как работает автомобиль, изготовив его с отсутствующей деталью, а затем изучая обломки после аварии. Да, машина больше не едет и выглядит разбитой, но из-за чего конкретно это случилось?

«В биологии, если мы хотим выяснить, как работает система, мы ломаем ее и смотрим, что происходит», — комментирует Майкл Дж. Гертин, профессор биохимии и молекулярной генетики Виргинского университета, — «Проблема такого подхода состоит в том, что удалив ген или изменив его, вы можете в кратчайшие сроки разрушить всю систему иногда без возможности восстановления, но так и не получить ответа на вопрос о его функциях».

Жизненная необходимость некоторых генов делает их блокирование бессмысленным — это затрудняет изучение ряда заболеваний. И даже если относительно безопасное подавление гена реально, все равно бывает трудно определить, что именно делал ген, наблюдая множество изменений, возникших в результате его блокировки.

Для решения этой проблемы исследователи из Виргинского университета разработали новую технологию, которая является апгрейдом широко используемой системы, позволяющей ученым быстро разлагать белки, производимые геном (по существу, это имитация подавления гена без повреждения самого гена).

Исследователи были хорошо знакомы с традиционной системой нарушения функции белков, производимых генами, и ее ограничениями. Известно, что в данной системе задействованы процессы, естественным образом происходящие в растениях. Майкл Гертин обратил внимание, что упущена одна деталь естественного процесса, которую предыдущие исследователи, вероятно, посчитали несущественной, но ему интуиция подсказала, что в «оставшемся за бортом» сигнальном белке (ARF) заключен весь секрет.

Выяснилось, что добавление небольшого растительного белка ARF действительно дает гораздо больше точности и контроля. Теперь исследователи смогли разлагать белки, вырабатываемые геном, всего за несколько минут, без большинства побочных эффектов, традиционно вызываемых этим процессом.

«До нас коллеги пробовали несколько других подходов, чтобы решить эту проблему, и ни один из них не сработал», — комментирует Кижакке Маттада Сатьян, другой автор исследования, — «То, что у нас всё получилось — было действительно круто».

Усовершенствованная технология имеет незначительную стоимость и уже вызвала большой интерес у других лабораторий, выполняющих аналогичную работу. «Для компетентной лаборатории молекулярной биологии не составит труда применить инструменты, которые мы предоставляем, в своей исследовательской практике», — говорит Гертин, — «Могу предположить, что наша методика принесет им большую пользу».

Одним из преимуществ, которые дает технология, станет упрощение разработки лекарств. Новая система позволит значительно быстрее понять — действительно ли потенциальное лекарство работает так, как задумано, и будет ли оно иметь тот же эффект, что и блокирование гена в лаборатории. Это ключевой шаг в создании новых методов лечения.