Предметом генетических исследований является молекула ДНК, которую часто называют строительным кирпичиком биологической жизни. ДНК содержит гены, управляющие всеми клеточными процессами, такими, как усвоение питательных веществ, клеточное дыхание, построение различных элементов и структур живой клетки. В процессе генетического кодирования гены управляют типом и количеством синтезируемых белков; белки же непосредственно реализуют все химические процессы внутри клетки. Если ДНК будет повреждена или подвергнется мутации, ее управляющие инструкции могут оказаться неверны; в результате вместо нужных белков начнут синтезироваться их измененные формы или изменится объем «производства» — нарушится химический баланс клетки. А когда на клеточном уровне развиваются такие процессы, организм в целом заболевает или даже умирает.
Прогресс генетических исследований, как и науки вообще, состоит в возникновении последовательностей неожиданных ассоциаций. Чем большим объемом информации о работе своих коллег располагает ученый, тем выше вероятность того, что чужие успехи закроют пробелы в его собственных достижениях и обнаружатся ассоциации между, казалось бы, никак не связанными данными. Ученые одними из первых — более двух десятилетий назад — начали активно использовать Интернет для обмена информацией. А генетики нашли особое применение уникальным возможностям Сети с точки зрения поддержки коллективной работы.
Интенсивность этого электронного сотрудничества потрясает. Ученые постоянно обмениваются друг с другом по электронной почте новыми идеями, их анализом и критикой. Через Интернет они находят научные статьи по интересующей их тематике намного быстрее, чем это можно было бы сделать по другим каналам. Они постоянно держатся в курсе работы «конкурентов» и последних достижений в своей области науки. Когда биотехнологическая компания ICOS, одним из членов совета директоров которой я являюсь, опубликовала в Интернете материалы своих новых генетических исследований, они очень скоро привлекли внимание специалиста, занимающегося проблемой деградации костной ткани, и еще одного, специализирующегося на способности женщин успешно вынашивать беременность положенный срок. Когда я бываю в ICOS, тамошние ученые как о чем-то само собой разумеющемся говорят о совместной работе со своими коллегами, один из которых живет в Нью-Йорке, другой — в Сент-Луисе, а третий — вообще в Англии.
В биотехнологической компании средства поддержки коллективной работы обеспечивают улучшение информационного обмена между специалистами, занимающимися исследованием ДНК, синтезом ДНК и химическими технологиями. Все вместе они работают над поиском новых генов и веществ, которые бы образовывали полезные лекарственные препараты, реагируя с продуктами генетического кодирования. Обычно выделением новых и идентификацией мутантных генов занимаются одни люди, а определением их функций — другие. Это разные дисциплины, но они обе необходимы для создания лекарственных препаратов, и применение электронного инструментария помогает в работе специалистов обеих этих категорий. Ученые используют их на стадии исследования, а химики — на стадии анализа. Химик может визуально сравнить графические представления структур ожидаемых продуктов синтеза с химическими структурами известных лекарственных препаратов и сделать те или иные предположения о свойствах новых веществ. Например, молекула, сходная по структуре с известным токсином, может быть немедленно исключена из дальнейших исследований.
Одна из самых замечательных находок, сделанных специалистами ICOS, — открытие возможной роли в развитии многих видов рака избыточной экспрессии гена, называемого Atr. В настоящее время в ICOS ведутся исследования, как сделать опухолевые клетки более чувствительными к рентгеновскому облучению, чтобы повысить эффективность лучевой терапии рака. Поражающее действие рентгеновских лучей состоит в том, что они разрывают цепочки ДНК. Ген Atr кодирует белки, являющиеся частью клеточного механизма, который обнаруживает повреждения молекулы ДНК и инициирует ее восстановление. Если специалистам ICOS удастся подавить экспрессию Atr в раковых клетках, это может замедлить работу их восстановительного механизма и, таким образом, сделать эти клетки более уязвимыми для рентгеновского излучения.
Когда ICOS приступала к реализации этого проекта, о механизме восстановления ДНК в человеческих клетках было известно сравнительно мало. Но ген, вызывающий проблемы с восстановлением поврежденных радиацией цепочек ДН К дрожжевых клеток, уже был идентифицирован. Для выявления функционально эквивалентного элемента человеческого генома специалисты ICOS и привлеченный к работе их коллега из Великобритании успешно применили к одной из доступных в Интернете баз данных ДНК сложную методику анализа, использующую распознавание образов. Найденный ими ген, который получил название Atr, присутствует в трех из 23 человеческих хромосом.
Одновременно специалисты института Воллума в Центре исследований в области здравоохранения штата Орегон в Портленде обнаружили фрагмент человеческой хромосомы, содержащий множество генов, в число функций которых входило, в частности, предотвращение превращения исходных недифференцированных клеток, называемых стволовыми, в клетки мышечной ткани. Выяснив, что интересующий их ген расположен в хромосоме номер три, эти ученые обратились к Интернету и вышли на данные исследований ICOS. В дальнейшем, работая уже вместе, сотрудники двух исследовательских организаций выяснили, что именно ген Atr заставляет клетки размножаться недифференцированными, вместо того чтобы созревать в специализированные клетки одной из тканей, таких, как мышечная или нервная.
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173