- Олег Леонидович! Начать хотелось бы с вопроса о соотношении фундаментальных и прикладных научных исследований. Что можно ответить на обвинения в адрес российской академической науки в том, что она слабо связана с практикой?
- Академия наук обязана заниматься в основном именно фундаментальными исследованиями. Прикладные результаты могут быть очень важными последствиями фундаментальных научных открытий. Но надо честно признавать, что это побочный продукт научных исследований, он может быть, но его может и не быть. Более того, по моему мнению, от фундаментальной науки нелепо ждать немедленного прикладного результата. Но также верно и то, что без развития науки новые технологии не появятся. Посмотрите, например, за что сейчас присуждаются Нобелевские премии за открытия в области естественных наук, никакими прикладными результатами там, что называется, и не пахнет. Но эти открытия лет через двадцать, а может и пятьдесят могут лечь в основу новых и возможно даже прорывных технологий. Но эти открытия могут и не получить технологического приложения, но от этого их научная значимость нисколько не уменьшится.
- И все же, у вас ведутся исследования, что называется, на грани фундаментальной науки и новых высоких технологий?
Да, и это, например, трансгенные животные, то есть экспериментально полученные животные, содержащие во всех клетках своего организма дополнительную интегрированную с хромосомами чужеродную ДНК (трансген), которая передается по наследству.
Как это делается? После оплодотворения вымываются зиготы (оплодотворенные яйцеклетки) и непосредственно с помощью микроманипулятора в пронмусклеус (аналог ядра в зиготе) инъецируется рекомбинантная ДНК генно-инженерной конструкции. После такой инъекции данная ДНК с вероятностью от 1 до 10 процентов может интегрироваться в геном. Чужеродная ДНК интегрируется случайным образом, но если это происходит, то она навсегда становится постоянным компонентом и встраивается в геном трансгенного животного. Таких трансгенных животных можно разводить, а вновь приобретенные гены будут передаваться по наследству. Весь этот процесс называется трансгенезом и его технология была разработана для животных еще 30 лет назад.
Вскоре ученые начали искать практическое приложение трансгенезу. На одной из таких весьма перспективных прикладных технологий стоит остановиться подробнее. Мы все, во всяком случае, в детстве, пьем молоко. Его питательную ценность составляют примерно пять больших белков. Особенность этих белков состоит в том, что гены, которые их кодируют, экспрессируются (то есть функционально активны) только в молочной железе. У такого «молочного гена» (например альфа-казеина), – управляющего гена, который функционирует в молочной железе в период лактации, берется его регуляторная (управляющая) часть – промоутер. Промоутер – это последовательность ДНК, которая не связана с кодированием гена, а отвечает только за его управление. Его вводят в искусственно созданную конструкцию, а вместо «молочного белка» (естественного белка) вставляют тот, который нужен экспериментатору. Например, существуют три так называемых гемопоэтических белковых фактора – это клетки, которые стимулируют размножение кроветворных клеток костного мозга, то есть обеспечивают и способствуют кроветворению у человека. Они хорошо изучены и нужда в них в медицине огромная. Но получить их от человека невозможно, они находятся в костном мозге в очень малом количестве. Брать у животных тоже нельзя, так как эти белки иммунологически несовместимы с человеком и будет реакция отторжения.
И нами был поставлен следующий эксперимент. Мы работали с двумя гемопоэтическими факторами – клетками белого ряда (лейкоциты, макрофаги), то есть теми, которые осуществляют защиту нашего организма. Мы создали искусственную конструкцию с введением в нее гена человека, кодирующего гранулоцит-колониестимулирующий фактор (Г-КСФ) человека под контроль промоутора гена альфа-казеина козы. Такая конструкция затем была введена в геном мышей. В молоке трансгенных мышей мы обнаружили Г-КСФ человека, причем до 1 миллиграмма на литр, это считается большой концентрацией. И главное состоит в том, что функционально Г-КСФ полностью идентичен человеческому.
- Это что-то из сферы научной фантастики. Перефразируя классика: «Там на неведомых дорожках следы трансгенные зверей». Однако каков практический результат, ведь молоко мышей не входит в рацион человеческого питания?
- А практический результат состоял в том, что затем мы перешли на коз, а козье молоко люди пьют с удовольствием. Это был большой по масштабам эксперимент, и он проводился совместно с бразильскими коллегами. В результате была получена группа (стадо) трансгенных коз. У этих коз в период лактации в молоке обнаружился человеческий белок примерно в такой же пропорции, что и в молоке мышей. Что это может сулить? Лекарственные вещества, содержащие кроветворные факторы, широко используются при лечении онкологии, лучевых болезней, химических отравлений, при травмах, связанных с кровопотерей, – спектр огромен. При этом 0,1 миллиграмма такого вещества стоит 1000–1200 долларов. И до сих пор такие вещества, которые, как я уже говорил, невозможно взять у человека и бесполезно брать у животных, получались путем введения человеческих генов в бактерии и выделения из полученной культуральной жидкости необходимого белка. Процедура сложная и как следствие дорогая. Эта технология освоена только в США и Японии, но при этом у нее есть недостатки. Во-первых, получаемые таким способом препараты менее стабильны, чем натуральные человеческие, в силу этого эффект их действия снижается. Во-вторых, бактерии – это не человек, поэтому для правильного функционирования этих белков в организме человека необходимы небелковые добавки, которые в организмах человека и животных вырабатываются, а у бактерий нет. Поэтому при длительном применении таких препаратов они могут вызвать нежелательный иммунный ответ в человеческом организме.
В варианте получения Г-КСФ человека из этих кроветворных препаратов через молоко трансгенных коз подобных недостатков нет. И это гораздо более дешевый способ. Мы посчитали, что наша трансгенная коза дает не менее 1 грамма кроветворного белка на литр молока, при том, что 0,1 миллиграмма – сегодня разовая доза при лечении. Короче, при соответствующем содержании и уходе стадо в 30, максимум в 50 трансгенных коз способно полностью удовлетворить годовую потребность такой страны как Россия в ныне дефицитном и дорогом лекарственном препарате.
И это только одно из многих возможных применений трансгенеза у животных, а есть еще трансгенез растений.
- Если я не ошибаюсь, то гемопоэтические (кроветворные) клетки, о которых вы говорили – это стволовые клетки. И вы изучаете стволовые клетки в гораздо более широком контексте, чем сейчас рассказали. Почему сегодня вокруг изучения и прикладного использования стволовых клеток во всем мире наблюдается настоящий ажиотаж?
- С точки зрения прикладных возможностей ажиотаж вокруг стволовых клеток вполне оправдан, а с точки зрения фундаментальной науки – это настоящая революция. Но это тема отдельного разговора.
Интервью Юрия Курьянова
- Войдите или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии