100 великих загадок природы - Непомнящий Николай Николаевич - Страница 38

Чтобы распознать, какие протеины скрыты за красочными точками, пятнающими «визитную карточку», биохимики придумали новый метод. С помощью особых «режущих ферментов» можно разложить любой неизвестный нам протеин на крохотные составляющие — их легче анализировать. Так появляется новая картинка, ведь у каждого протеина свой особый набор элементов.

Этот процесс можно не только наблюдать в лаборатории, но и имитировать на компьютере. Когда речь идет об уже известных протеинах, ученые располагают банком данных, где собраны сведения о том, как выглядят продукты разложения того или иного белка под действием определенного фермента. Сравнивая элементы, полученные в пробирке, с каталогом элементов, можно установить, какой протеин был в пробирке. Если ничего похожего в каталоге не нашлось, то с помощью масс-спектрометра исследуют фрагменты протеина.

Ученые стремятся повысить чувствительность этого метода, ведь количество протеинов, которое можно выделить из геля, очень мало. Уже сейчас точность методов такова, что можно идентифицировать миллионную долю миллиграмма.

Впрочем, как и в случае с расшифровкой генома, слышны критические голоса. Раздражает, например, что столько денег тратится на поиски иголки в стоге сена. Ведь по оценкам биохимиков, в сложных клетках насчитывается до 30 тысяч протеинов. Функции большинства этих белковых молекул пока неизвестны.

Вальтер Шуберт из Магдебургского университета предлагает другую методику. Он считает ненужным разлагать протеин для его идентификации. С помощью запатентованной недавно лазерной технологии он исследует сети, свитые внутри клетки крупными протеинами. Его интересует не состав протеинов, а то, как они ведут себя, реагируя на изменения в организме. Действуя по такой схеме, можно довольно быстро выявить важнейшие протеины, которые отвечают за ту или иную болезнь.

Кстати, вместе с коллегами Шуберт сумел обнаружить в таком вот ключевом протеине, что встречается в клетках опухолей, особую «ориентационную память», которая дает им возможность образовывать в организме метастазы.

Как только удастся выявить протеин, вызывающий болезнь, можно изготовить лекарство, которое справится с ней. По этому методу уже разработаны ингибитор (от латинского слова inhibeo — «сдерживаю», «останавливаю») для сдерживания протеолитичес-ких ферментов, используемый при лечении больных ВИЧ-инфекцией, а также ингибитор для сдерживания нейраминазы, используемый при лечении больных гриппом.

Однако фантазии биохимиков простираются дальше. Им грезятся индивидуальные лекарства. Если прежде врачи могли лишь осторожно предлагать больному тот или иной препарат, надеясь, что он ему поможет, то теперь ученые полагают, что, зная содержание протеинов, можно в точности подобрать лекарственные компоненты, которые нужны именно этому пациенту.

Конечно, пока еще даже не ясно, сбудутся ли эти мечты, однако уже сейчас фармацевты и генетики объявили протеомику одним из важнейших направлений науки XXI века.

Среди тех, от кого ожидают успехов, возможно, окажется и Крейг Вентер — человек, сделавший себе имя на расшифровке генома.

РАССКАЗЫ О НЕОБЫЧНЫХ ГРИБАХ

О грибах знают все. И знают давно. Но сейчас речь пойдет о грибах не как о вкусной пище и не о том, когда и как их собирать. Мы поговорим о таких свойствах грибов и явлениях, связанных с ними, которые малоизвестны широкому кругу любителей природы.

Мало кто знает, что существуют хищные растения, а о хищных грибах, пожалуй, слышали совсем немногие.

У растений, как и у животных, много различных паразитов, в том числе и фитогельминтов — червей, питающихся растениями, среди которых есть маленькие, до двух миллиметров, круглые — нематоды. Они поражают в растениях почти все: от цветов и плодов до корней. Бороться с нематодами трудно, потому что они не боятся ядохимикатов. Как же в таких случаях вести борьбу? Вот тут-то на помощь человеку приходят грибы.

Эти грибы не совсем обычные: они живут в почве и получили название почвенных. Питаются они органическими веществами, образующимися при разложении растений и животных. Но среди почвенных грибов есть виды, чья пища — нематоды. Хищники-грибы имеют свои приемы для ловли аппетитных червяков.

Прежде всего нитевидная грибница расползается таким образом, что в почве образуются кольца. Из таких колец создается настоящая ловчая сеть. Через нее не проскользнут нематоды, тем более что изнутри кольца очень клейкие. Напрасно нематода будет стремиться вырваться: жертва хищного гриба обречена.

Среди грибов есть и «арканщики». Они образуют на концах гифов специальные ловчие петли. Как только нематода попадет в нее, петля разбухает и сжимается, сдавливая жертву в коварных объятиях.

Хищные грибы даже получили специальное название гельминтофагов — пожирателей червей. Нельзя ли использовать этих хищников для борьбы с нематодами?

На одной из угольных шахт Киргизии среди шахтеров была распространена болезнь, вызываемая нематодами, — анкилостомикоз. Профессор Ф. Сопрунов с сотрудниками решили использовать для борьбы с ними хищные грибы. В шахте, где было особенно много нематод, посеяли порошок со спорами гриба. Условия для грибов были отличные: и влага есть и тепло. Споры проросли, и хищники принялись уничтожать вредных червей. Болезнь была побеждена.

Нематоды поражают картофель, сахарную свеклу, злаки. Не брезгуют луком и чесноком. Трудно назвать культурные растения, на которые бы не нападали нематоды. Вот почему ученые разрабатывают различные способы борьбы с ними, один из них — использование грибов. И хотя еще много нерешенных вопросов стоит перед учеными, все-таки этот метод перспективен.

Все знают лимонную кислоту, которая используется и в домашнем хозяйстве, и в пищевой промышленности. Откуда ее получают? Из лимонов, понятное дело. Но, во-первых, лимоны содержат не так уж много кислоты (до 9 процентов), а во-вторых, лимоны сами по себе ценный продукт. И вот нашелся другой источник и способ получения лимонной кислоты. Плесневый гриб аспергиллус нигер (черная плесень) отлично справляется с такой задачей.

Российские ученые впервые разработали методы технического использования грибов для получения лимонной кислоты. Вот как это происходит. Сначала на 20-процентном растворе сахара с добавлением минеральных солей выращивается пленка черной плесени. Обычно на это уходит дня два. Затем питательный раствор сливается, нижняя часть гриба промывается кипяченой водой и наливается чистый стерилизованный двадцатипроцентный раствор сахара. Гриб быстро принимается за дело. Четыре дня, и весь сахар переработан в лимонную кислоту. Теперь уже забота человека выделить кислоту и использовать ее по назначению.

Способ этот довольно выгоден. Судите сами: из лимонов, собранных с одного гектара, можно получить около 400 килограммов лимонной кислоты, а из сахара, выработанного из сахарной свеклы с той же площади, грибы дают ее более полутора тонн. В четыре раза больше!

…Шел 1943 года. Бушевала война. А людям пришлось вести еще одну войну… против грибов. Да, да. Против самых обыкновенных плесневых грибов.

Не имея возможности использовать энергию солнца для выработки питательных веществ, как это делают зеленые растения, плесневые грибы используют органические вещества, либо живые организмы, либо материалы из органических веществ. Вот и набросились грибы на кожаные футляры биноклей, фотоаппаратов и других приборов. Да что там футляры! Их выделения (различные органические кислоты) разъедали стекло, и оно мутнело. Сотни линз и призм выходили из строя.

Но и этого грибам показалось мало. Они стали обживать моторное топливо, тормозные жидкости. Когда емкости для топлива заполняются керосином, на их холодных внутренних стенках всегда конденсируется влага. И пусть ее мало, этого может быть достаточно, чтобы на границе воды и керосина начали обживаться грибы. Особенно здесь хорошо плесневому грибу, который добывает из керосина углерод.