Белок безумия

Архив

Мало кто не слышал о "коровьем бешенстве" - заболевании, поразившем крупный рогатый скот в конце 80-х годов в Великобритании. Бедные коровы погибали от губчатой энцефалопатии - их головной мозг на разрезе напоминал серую губку с многочисленными порами.

   Вскоре выяснилось, что причиной заболевания была костная мука, которую подсыпали в корм животным в качестве минеральной добавки. Муку получали, перерабатывая скелеты овец, многие из которых погибли от чесотки (scarpie). Эта болезнь была известна давно, ее симптомы напоминали коровье бешенство, а название шло оттого, что больные овцы в кровь расчесывали свои шкуры.

   В 1988 году британское правительство запретило употребление кормовых добавок животного происхождения, и эпидемия коровьего бешенства начала понемногу стихать. Хотя достоверных случаев заражения людей, съевших мясо бешеных коров, отмечено не было, значительная часть поголовья крупного рогатого скота в Великобритании пошла под нож, а все страны, сначала более, а затем менее цивилизованные, отказались от импорта почти дармовой британской говядины.

   Ученые меж тем начали искать возбудитель странного заболевания. Вскоре методом исключений было выяснено, что это не бактерия и не грибок. Оставались вирусы. Но и вирус, непременным атрибутом которого является несущая наследственную информацию молекула ДНК или РНК, никак не могли обнаружить. Тогда-то исследователь Стэнли Прузинер (Stanley B. Prusiner) и высказал крамольную мысль, что инфекционным агентом является... белок. Забегая вперед, скажу, что за свое открытие Прузинер в 1997 году был удостоен Нобелевской премии.

   Каким же образом белок может вызывать заболевание? Ведь для этого, попав в организм, он должен размножаться, заражая все новые и новые клетки. Путем изящных экспериментов Прузинер установил, что "сумасшедший белок", названный им прионом (prion), может иметь две структуры. В одной из них он спокойно существует в клетке, выполняя какие-то (до сих пор еще не ясные) функции. Как и другие белки, он разрушается внутриклеточными ферментами (протеазами). Другая форма белка, по странной прихоти Природы, оказывается ферментам "не по зубам" и постепенно накапливается в клетке, заполняя весь ее объем. Мало того, встречаясь с нормальной формой того же белка, она изменяет ее по своему образу и подобию. Клетки, будучи не в силах справиться со своими собственными, но предавшими их белками, вначале распухают, а затем гибнут, выпуская прионы в межклеточное пространство. Оттуда они попадают в другие клетки, изменяя структуру их белков... круг замыкается.

   Обнаруженные у животных, прионы вызывают ряд болезней и у людей. Одной из них является куру, болезнь, которая вплоть до 60-х годов нашего века была распространена среди аборигенов Папуа - Новой Гвинеи. Местные жители прозвали ее "смеющейся смертью": вначале у человека нарушалась координация движений, затем наступало слабоумие, и заканчивалось все летальным исходом. Заболевание удалось остановить, удержав аборигенов от традиционной формы почитания умерших - поедания их головного мозга. Более редкими заболеваниями, вызываемыми прионами, являются болезнь Крецфельда-Якуба, синдром Герстмана-Струсслера-Шейнкера, семейная смертельная бессоница и некоторые другие. К счастью, встречаются они очень редко, не чаще нескольких случаев на миллион человек, и вызываются наследственными причинами. Суть, однако, не меняется: один из белков в нервных клетках имеет точечную мутацию, которая и предопределяет его неправильную структуру. Такой "неправильный" белок может воздействовать и на нормальные, меняя их структуру "в свою пользу".

   Могут ли заболевания, вызываемые прионами, передаваться от одного биологического вида к другому? Вопрос, как нетрудно догадаться, имеет для человечества совсем не праздное значение. Исследования показывают, что ответ в каждом конкретном случае зависит от степени сходства белков-прионов. Так, прионы коров и овец имеют семь отличий в расположении аминокислот, и заболевание легко передается от одного вида к другому. Прионы человека и коров отличаются гораздо больше, и вероятность заражения значительно ниже. На сегодняшний день двое фермеров, имевших дело с "бешеными коровами", умерли от болезни Крецфельда-Якуба, но неизвестно, есть ли связь между этими двумя фактами.

   Можно ли вылечить заболевания, вызываемые прионами? Сейчас этот вопрос изучают ведущие биологи мира. Путей здесь может быть два. Первый - создать соединение, которое бы препятствовало переходу прионов из нормальной формы в патологическую (в идеале - разворачивало бы из патологической обратно в нормальную). Второй путь основан на том факте, что клетка вполне может обходиться без белков-прионов, функция которых до сих пор не ясна. Мыши, у которых отсутствовал ген, кодирующий эти белки, нормально развивались и размножались. Следовательно, возможна терапия, направленная на выключение прионного гена у пациентов.

   Исследования должны дать ответ еще на один волнующий вопрос: не могут ли различные прионы быть причиной более распространенных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, болезнь Паркинсона и др.? С известными "прионными" болезнями их объединяет ряд общих черт: разрушение нервной ткани, избыточное накопление определенных белков и молчание иммунной системы, реагирующей на любые инфекционные вторжения. Вопрос пока остается открытым...