26-27.03.12 Лев МОСКОВКИН

Поминовение генетиков

Феномен Хесина

«Он всегда был поперечным» – Варге о Хесине

Институт молекулярной генетики РАН провел двухдневную конференцию «Современные проблемы молекулярной генетики: эволюция геномов, регуляция экспрессии генов, онкогенез». Конференция посвящена 90-летию со дня рождения Романа Бениаминовича Хесина-Лурье (1922-1985).

Организатор конференции, академик Владимир Гвоздев в завершение сказал, что доклады очень разные и каждый требует обдумывания. Конференция судя по отзывам была достаточно интересна. И у нас продолжают работать неплохо, и те кто уехал работают интересно, делают большой вклад в науку.

Конференция состоялась как значимое событие прежде всего потому, что Р.Хесин создал школу. И сейчас В.Гвоздев не бросает «выпускников» лаборатории Р.Хесина, интересуется их судьбой и следит за научными достижениями, где бы они ни работали. Современная генетика может развиваться только в перекрестных контактах, взаимопомощи и умножении усилий.

Наука стала очень сложной. Язык, которым пользуются генетики, настолько же отдален от общераспространенного, как математика. Общее впечатление – на фоне стремительного накопления новых данных идет переосмысление всего наследия молекулярной, биохимической и эволюционной генетики. Причем без былого жесткого разделения на изолированные сферы. Исследователи легко меняют объекты. Получив эффект на бактерии, стараются проверить, как это происходит у Дрозофилы, мыши, человека.

В результате в генетике стало нормой то, что сделал в 1984 году Р.Хесин своей революционной монографией «Непостоянство генома». В прошлом наука была консервативной. Апологетам нового приходилось тяжело. Монография Р.Хесина вызвала шок, но ему поверили. Почему? По словам В.Гвоздева, у Хесина был очень большой материал, это все солидно, глубоко подавалось. И личный авторитет.

Р.Хесин был очень требовательным и к себе и к сотрудникам. Работать у него было непросто. Он ввел в практику отечественной науки норму представлять в докладах всех исполнителей и добиваться признания их научных результатов на Западе. Так получилось с мобильными элементами генома Дрозофилы – открытие, с которым связываются имена Владимира Гвоздева и Евгения Ананьева.

Сейчас нет сомнений в распространенности мобильных элементов. Они обеспечивают незаконную рекомбинацию, гибридный дизгенез, контролируют работу и организацию генома, обеспечивают перенос генетического материала между весьма отдаленными по происхождению группами организмов. Их содержание и поведение может значительно отличаться у близких видов в зависимости от эволюционной продвинутости и специализации, которой случайная изменчивость вредит.

Участник конференции Александр Грагеров подтвердил, что в мозгах у нас во время нейрогенеза действует какой-то свой механизм непостоянства генома. Каждый человек как это ни смешно уникален, поскольку идут генетические перестройки при нейрогенезе. По словам В.Гвоздева, в мозгах перемещаются мобильные элементы, поэтому мозг мы можем воспринимать как мозаику отличающихся друг от друга клеток.

Директор Института белка в Пущино, академик Александр Спирин рассказал, как могла развиваться жизнь на Земле первые полтора миллиарда лет. Происходило это в теплом пруду в форме рибозимов – образований РНК, которая тогда выполняла функции и ферментов и ДНК. Хорошая идея, только вот происхождение жизни она не объясняет, планета была оплодотворена извне.

...О начале войны Р.Хесин и его будущая жена Марина Варге узнали на Звенигородской биостанции МГУ. По словам М.Варге, в Москву они приехали на последней электричке, куда пускали гражданских. На фронт Роман отправился добровольно вместе с братом Женей, погибшим на его глазах. Разыскивая раненого Романа в Торжке, М.Варге нашла и сокурсника Жени Михаила Гефтера, будущего президента Фонда «Холокост». Ей разрешили вывезти в Москву нескольких университетских.

Сама жизнь Р.Хесина стала ярким генетическим экспериментом, что нередко в нашей стране. Стереотипы тут не работают.

От конференции памяти Хесина возникло ощущение: началось возрождение науки. Вряд ли оно зависит от законов или указов. Скорее что-то происходит в мозгах самих ученых, которые смеются над своей зарплатой. Может, новые мобильные элементы в ученые головы навеяли?

В воскресенье в 12 час. о.Александр Борисов проводит ежегодную службу повиновения генетиков в церкви Косьмы и Дамиана

 

Сообщение

 

Институт молекулярной генетики РАН провел двухдневную конференцию «Современные проблемы молекулярной генетики: эволюция геномов, регуляция экспрессии генов, онкогенез». Конференция посвящена 90-летию со дня рождения Романа Бениаминовича Хесина-Лурье.

Видеозапись конференции будет опубликована в Интернете.

Конференция несомненно удалась, хотя грустновато видеть мало молодежи – в основном патриархи. На второй день появилась молодежь. Но и доклады стали так сложны что понимать стало совсем трудно – как на иностранном языке, в Думе проще.

Общее впечатление – идет некое переосмысление научного наследия прошлого. Конечно, это не «Непостоянство генома», но все же. Что характерно, никто не заикнулся о том, что работать у Хесина было трудно. Он был очень требовательным. Можно говорить о феномене Хесина, который для развития генетики м.б. важнее феноменов Тимофеева-Ресовского или Льва Блюменфельда. Сама по себе судьба такого ученого – уже генетический эксперимент. Мне нравятся подобные эксперименты, которые не требуют ничего кроме усилия воли и стечения обстоятельств, вроде того что сделал Михаил Гельфанд.

Сейчас подобные люди в публичности не выживают, они в принципе не выживают в западной модели науки. Дело в том, что из всех талантов человека наиболее опасен для его носителя дар выбора существенного. В нашей науке такие люди появляются регулярно, почему они выживали и становились лицом советской науки – на мой взгляд на конференции прозвучало. В результате произошла та идеологическая революция в науке, которую сделал Хесин в 80-х. Сейчас нам такие революции остро нужны, но кажется они невозможны, хотя в других сферах что-то подобное происходит.

 

Размышления по итогам конференции Владимира Гвоздева

Феномен Романа Бениаминовича Хесина-Лурье значительно пересекается с феноменами Льва Блюменфельда (его преемник во главе кафедры биофизики Твердислов и это удачно), Тимофеева-Ресовского и соответственно кинорежиссера Елены Саканян, Владимира Эфроимсона, Льва Гумилева с пострадавшим за поддержку философом Юрием Бородаем, Лихачевым во главе Пушкинского дома к поддержке которого можно отнести либерализм Валентины Матвиенко на комсомольской работе.

В принципе таких людей много, кто стал авторитетом при поддержке сверху от агрессивности коллег. Это м.б. Мейен и Молчанов, герпетолог Олег Богданов, конечно же ректор математик Петровский и биофизик Симон Шноль, эволюционист Юрий Чайковский, генетики дочери математика Ляпунова Елена и Наталия, очаровательный аферист от генетики Валерий Сойфер, фитопатолог Юрий Дьяков, мудрый руководитель кафедры генетики Марлен Асланян, историк Михаил Гефтер, генетик Давид Гольдфарб, психотерапевты Анатолий Добрович и Элина Амириди, исследователь патологического сна у детей Александр Гольбин, поэт Юрий Левитанский, правозащитники Людмила Алексеева, Сергей Ковалев, Лев Левинсон. Сейчас особо высока концентрация «борцов с системой» среди депутатов. В прошлом – в нашем Институте биофизики, который теперь в Пущино. Потом для них был построен заповедник РБО Курчатовского института. Масштабным партийным проектом был «Юность», через который реализовались Дина Рубина, Надя Рушева, Леонид Губанов (им занимается Андрей Журбин в Астрахани) и многие др. Мне особенно жаль патологического нежелания признать заслуги Вадима Попова, автора единственного обобщения «Геномика».

Мне везет по жизни – переплываю из одного заповедника «поперечных» (определение Варге) – начиная с нашей 101 ШРМ с директором Браудэ и заканчивая газетой «Московская правда Шода Муладжанова. К сожалении, все подобные системы крайне неустойчивы без жесткого управления, благодаря которому существует феномен русской Думы. Здесь журналистская среда самоочищается от манипуляторов американского типа социализации через наветы, подствы, наушничество и вездесущее шельмование.

У нас в России во всех приведенных примерах одно и то же: попытки обращения к общественному мнению со стороны даже таких фигур, как представитель президента Гарри Минх и правительства Андрей Логинов. При полном блокировании обращений прокладкой агрессивно активных меньшинств, заинтересованных исключительно в собственной реализации.

Речь идет об одном явлении. Его суть в том, как диктаторская власть достаточно малыми по ее уровню влияния решениями обеспечивает интересы большинства против демократии активного меньшинства.

Поскольку научная среда этого не воспринимает, опущу основополагающие геополитические следствия и приведу только те, что важны в нашей общей теме.

Во-первых, указанное явление показывает возможность заставить людей признать очевидное. Показывает в форме отечественной биотехнологии управления обществом.

Во-вторых, оно еще раз показывает самозамкнутость науки эволюционной (динамической) генетики (теории Макроэволюции) – ее субъектность суть тот же объект изучения, только не надо потрошить дрозофил, кроликов или верблюдов. Мы сами себя выпотрошили, как кроликов, ученому было бы достаточно описать в роли созерцателя.

В прошлом как со стыдом помню я сам не воспринимал не только генетическую нестабильность, но и самоорганизацию, путал алло- и арогенез. Ранняя ломка заставила предвидеть будущее в форме категорически отвергаемых ключевых явлений: генетическое упрощение при специализации, вред мутационного процесса для эволюции, роль уникальных событий и незаконной горизонтальной рекомбинации, огромное значение системы мобильных элементов в генетической пластичности человека, нейрогенезе и инверсиях развития во времени. Все признано, но многое осталось, особенно в геополитике. Работает информационная машина. Под ее действие подпадают весьма грамотные генетики вроде Михаила Голубовского, что свидетельствует о возможности обратного развития к пубертации у человека. Очень жаль, что генетики самоустранились из участия в процессе взаимодействия властной элиты с обществом. Мне как журналисту только лучше, что ключевые вопросы на конференции переместились от микрофона в коридор, но для самой все еще советской науки это потеря. Об исключенности необходимой науки говорит Ольга Крыштановская.

 

В конце второго дня конференции я получил ответ на вопрос, который искал десятки лет: активность мобильных элементов при нейрогенезе человека, что приводит к уникальности ответа на текущие условия созревания мозга – нечто подобное иммунному ответу.

Относительно непостоянства генома в наших мозгах Михаил Гельфанд сказал, что всем хотелось бы чтоб было так.

Александр Грагеров подтвердил, что в мозгах у нас во время нейрогенеза действует какой-то свой механизм непостоянства генома. Каждый человек как это ни смешно уникален, поскольку идут генетические перестройки при нейрогенезе. Было что-то популярное в Scientific American по-моему Gage. Это было бы логично, ели при тяжелом аутизме не работали микроглии, но я не знаю, сказал А.Грагеров.

«Вообще что показано: что в мозгах перемещаются мобильные элементы, поэтому мозг мы можем воспринимать как мозаику отличающихся друг от друга клеток. Вот это есть, да. Это интересно конечно» – сказал Владимир Гвоздев. Он подчеркнул, что ничего на уровне базовой тревожности не показано. Что касается гибридного дизгенеза, задолго до Margaret Kidwell ее описали на уровне феноменологии французы как женскую стерильность французы в пятидесятые годы. Феноменология вся была, что это фактор, который идет через яйцеклетку. Позже показали, что за эффект ответственен i-элемент. Его нашли одновременно с p-элементом.

Теоретически да, сказал о возможности эффекта гибридного дизгенеза у человека Алексей Аравин. Я уверен что у мышей что-нибудь похожее есть. Разница в том что у Дрозофилы очень много разных транспозонов. У мыши много транспозонов половина генома но это все одно и то же, все линии мышей имеют эти транспозоны. Чтобы возник гибридный дизгенез, нужно чтобы в одной линии мышей транспозон был а в другой нет. Должно быть что-то новое что недавно возникло и еще не распространилось по популяции. Drosophila melanogaster p-элемент заразил от другого вида сто лет назад. В линии которую Morgan выловил он начинал в 20-х годах не было p-элемента. Потом он стал распространяться и сейчас все дикие линии Drosophila melanogaster содержат p-элемент. Сейчас уже невозможно воспроизвести гибридный дизгенез, только если взять старые линии моргановские. Активизация p-элемента происходит через сперму потому, что нету piRNA, они через сперму в зиготу не попадают и он просто начинает прыгать по геному. Отвечая на вопрос о связи базовой тревожности (шумящий мозг) с активностью мобильных элементов, А.Аравин предложил посмотреть статьи Fred Gage. Он описывает, что ретротранспозоны мыши и человека активны в двух тканях в половых тканях и в мозгу – в нейронах. Он из этого построил теорию в которую я не очень верю что транспозоны в мозгу активируются и это создает разнообразие нейронов, потому что в каждом нейроне будет новая инсерция. Это создаст такое разнообразие, что каждый нейрон будет уникален на генетическом уровне. Транспозоны могут отвечать на любую смену транскрипционных факторов например при переключении генной экспрессии во время жизненных кризисов (пубертация, климакс, середина жизни). Но в общем и целом транспозоны в нормальных клетках не любят быть активными. Один из авторов их открытия Евгений Ананьев вообще утверждал что они никогда не двигаются. Есть очень много мертвых транспозонов, которые уже настолько мутировали, что уже не могут двигаться, уже ничего их не воскресит. Так люди сделали интересную вещь, они нашли такой транспозон и мутировали его обратно. Назвали спящая красавица Sleeping beauty, активно используется. Нашли его в какой-то рыбе и казали, что он активен в чем угодно. Его можно использовать в млекопитающих, человеке, мыши.

Димитрий Петров в Стэнфорде показал. что мобильные элементы Дрозофилы очень вредны и неважно, активны они или неактивны, они обеспечивают незаконную (неканоническую) рекомбинацию. Даже мертвый элемент он очень плох и он выбрасывается отбором. Поддерживает фракцию мобильных элементов только пять или десять процентов. У мыши 50, у растений каких-нибудь 90%. Разные организмы по-разному переносят незаконную рекомбинацию, некоторые очень чувствительны к ней и в этом случае они должны выбрасывать элементы иначе они сдохнут. Другие нечувствительны к незаконной рекомбинации неизвестно почему.

Почему такие большие отличия в содержании повторов и конкретно мобильных элементов у близких видов даже, знаю я – все зависит от эволюционного состояния вида: в ходе аллогенеза (кладогенеза) как приспособления к конкретным экологическим условиям происходит редукция факторов изменчивости генома: валовое содержание ДНК, число хромосом, содержание повторов. Именно это произошло у моей Sorex araneus, также у бобов и при этом происходит развития комплексов специализации.

 

Ведущий Владимир Гвоздев не удивился моим словам о том что Михаил Гельфанд не знает о работах Евгения Ананьева. Гвоздев о них тоже не рассказывал, потому что «это не Хесин». Видимо история открытия мобильных элементов – некий детектив, запутываемый тем более, чем больше времени проходит после их открытия. Почему Хесину поверили, если Кордюма и иных предшественников зашельмовали? По словам В.Гвоздева, у Хесина был очень большой материал, это все солидно, глубоко подавалось. И личный авторитет.

Марлен Асланян естественно знает, что пропагандой работ Ананьева занимается Ольга Данилевская. Впрочем, М.Асланян про всех знает и оценивает вполне адекватно Фаину Куперман, Ивана Глущенко, Николай Шапиро, Валерия Сойфера.

На конференции показали фильм к 90-летию Хесина, который комментировала Ольга Данилевская. Фильм снят к 50-летию Хесина. Кинооператором был Евгений Ананьев. В фильме среди прочего есть интервью с Аликом Гольдфарбом. Хесин был большим авторитетом и на его банкет прибыло много народу.

Представлены программа первой школы в Мозженке 1965 года и поздравление Юрия Ченцова к 50-летию Хесина «Телефонограмма молодому патриарху».

Насквозь генетикой пропитан,

У Серебровского воспитан,

На молоке Н.К.Кольцова,

А в биохимии de novo

Он зародился,

И сейчас

При помощи полимераз

Достиг научного Эльбруса,

Не потерявши к генам вкуса.

По поручению цитоунивертантов липанического генезиса.

 

В своем вступительном слове В.Гвоздев сказал: «Мне грустно то что с нами нет Льва Львовича Киселева».

Хесин работал на Дрозофиле у Серебровского на кафедре генетики. Ушел добровольцем на фронт. Вернулся на кафедру после ранения и демобилизации. Занялся материнским эффектом. Успел до увольнения в 1948 году защитить диссертацию. На удивление она была утверждена в 1949 году. Хесин объяснил это помощью Нуждина. Он был грамотным генетиком, переметнулся в стан Лысенко. Позже когда Нуждин захотел стать академиком Энгельгардт сделал так что его провалили.

Основой докторской Хесина стали работы по бесклеточному синтезу в цитоплазматических гранулах. Институт физико-химической биологии. 1956 БЗА Хесин рассказывал об исследовании метаболитов у сальмонелл. Гвоздев был студентом кафедры биохимии животных и доклад Хесина произвел большое впечатление. У него были горящие глаза, от него исходил энтузиазм.

Исследования на фаге показали последовательное действие групп генов. Хесин не выезжал за границу но его работа была известна от тех кто выезжал, хотя на английском эта работа так и не была опубликована. Исследования на фаге Т4 привели к изучению РНК-полимеразы.

Хесин толкнул Гвоздева заниматься Дрозофилой. Это было сложно потому что надо было знать частную генетику Дрозофилы. Хесин терпеливо ждал. Он вернулся к Дрозофиле на время. Его очень интересовал эксперимент. Ожидание результатов выборов в академию он провел в лаборатории с полотенцем через плечо.

Хесин рано умер в результате болезни. Книга непостоянство генома содержит уникальный научный материал и идеи. Большое влияние на него оказал Серебровский со своими идеями.

Программка сделана Михаилом Константиновым, который был хорошим студентом но от науки отошел и стал иллюстратором.

Несколько человек обратили внимание на милитаристский характер программы конференции, даже тепловой шок соотнесли с милитаризмом.

 

Александр Спирин (Институт белка РАН, Пущино, Кафедра молекулярной биологии МГУ, Москва) «Молекулярные машины в древнем мире РНК – возникновение и эволюция»

В истории биохимии три события. Белковый синтез идет и после того как клетка разрушена. Одним из основоположников был Хесин. Второе событие двойная спираль. Синтез РНК на одной из цепей ДНК. Третье потрясение открытие рибозимов 1982 T.Cech оказывается не только белки но и НК обладают каталитической активностью. Бактерии были занесены на землю но это не решает проблему, потому что жизнь ведь где-то возникла. Рибосомная РНК сворачивается в рибосому, определяя ее структуру. РНК со своими взаимодополняющими функциями м.б. прототипами современной жизни на основе древнего однополимерного мира. Работа Gilbert 1986 показал что для образования рибозимов требует жидкой воды.

Время от 4,5 до 2,8 млрд лет назад отводится миру РНК. Катастрофы в истории Земли были многократно. Жизнь выжила и даже до нас дошла что мы можем что-то соображать иногда. Как писал Дарвин жизнь возникла в теплом маленьком пруду.

Полинуклеотидные цепи могут обмениваться своими частями. Реакция не требует никаких других компонентов, кроме самой РНК и катионов магния. На работу Четверина пришла рецензия что если реакция термодинамически возможна, то что тут нового? Такая вот отрубающая рецензия.

Существует несколько непреодолимых препятствий. Водный парадокс: жидкая вода нужна и для образования самой РНК и структуры из нее. Но в воде РНК нестабильна и гидролизуется. Решается очень просто. Появление рибозимов-лигаз и рибозимов-элонгаз. Двойная структура решает водный парадокс. Вторичную структуру расплавить труднее чем ДНК. Однако тогда возникает второй парадокс информационный. Появление расплетаз еще более стабильная двойная структура.

Формирование коммунального генофонда в дарвиновом пруду на базе двухспиральных РНК. Возникновение молекулярных машин.

Энергозависимые хеликазы как броуновские молекулярные машины челночного типа. Это белки или РНК, способные связываться с одной из цепей РНК расплетая другую. Перенос за счет энергии АТФ. От непроцессивной отличается процессивная РНК-хеликаза тем, что не отходит от РНК. Машина конвейерного типа. Броуновское движение становится прирученным.

Сейчас создан рибозим, который может читать одноцепочечную РНК. Предпосылки естественного отбора и эволюции древнего мира РНК. Несовершенство ранних способов репликации. Репликация не м.б. непрерывной. Но эволюция началась. Закрепился для будущей ДНК полуконсервативный механизм репликации

Рибозимная хеликаза могла пережить из прокариот в эукариоты, заменяясь домен за доменом белками.

В коммуне дарвинова пруда отбор действовать не мог пока была коммуна. Идеи происхождения жизни группируются либо вокруг коацерватов Опарина либо вокруг мембран. Открыта процедура SELEX реакция Четверина. Когда в одной луже оказываются функционально разные РНК. Периодическое затопление и подсушивание дарвинова пруда приводит к обогащению РНК.

Физически развернуть это очень большая проблема. Нужна температура сто градусов, низкий pH, деионизированная вода чего в природе не бывает. Почему я ставлю вопрос о машинах, потому что это не пассивный процесс энергозависимый. У ДНК есть большой минус отсутствует 2-штрих OH-группы, она не может выполнять каталитические функции, идеальна для генетических функций. Модификация пустяковая, именно из РНК произошла ДНК. С двухспиральными РНК очень мало работали.

 

Георгий Георгиев (Институт биологии гена РАН, Москва) «Некоторые виды оружия, используемые в клеточных войнах»

Как нормальные клетки ведут войну с опухолью. Компоненты белок теплового шока HSP-70, белок связывающий кальций/метастазирование Mts1, белок противоопухолевой защиты/связывание гептогликанов Tag7. У запущенных больных с метастазированием инъекция гена Tag7 дает частичную регрессию опухоли, уменьшение размеров. Потом работы на людях запретили. При активации T-лимфоцита он выделяет белок теплового шока и Tag7, цитотоксические для опухоли.

БТШ может образовывать комплексы и с тем и с другим белком.

Комплекс Mts1 и Tag7 приобретает свойства хемокина. Контактное убийство опухолевых клеток. Антитела к любому из них полностью инактивируют цитотоксичность. Необходимым компонентом является АТФ-аза.

Не вся популяция опухолевых клеток подвергается уничтожению.

 

Вадим Агол (Институт полиомиелита и других энцефалитов РАМН, Москва) «Война и разоружение в мире вирусов и клеток»

Апоптоз, угнетение транскрипции или трансляции. Противозащитная стратегия вируса очень похожа на защитную реакцию клетки.

Для размножения пикорнавируса специфичные клеточные факторы трансляции. Вирус полиомиелита не размножается в почках приматов, но in vitro в клетках почки размножается из-за разрушенной системы интерферона. Два белка секьюрити выполняют специализированные защитные функции. Ключевые белки работают «по совместительству». В нашей лаборатории показан классический апоптоз в ответ на заражение пикорнавирусом. Но есть и противо-апоптозная реакция.

Нарушение ядерно-цитоплазматического транспорта. Заражение полиовирусом приводит к выходу ядерного белка. Секьюрити-белки не являются обязательными для вируса.

Вирус включает две конкурирующие программы апоптозная и некротическая. Некроз обычно рассматривается как случайная гибель клетки при недостатке ресурсов, в случае заражения вирусом некроз защитная реакция.

Вирусы приобретали секьюрити-белки независимо и сравнительно недавно. Их происхождение возможно за счет сдвига рамки трансляции либо превращения некодирующей РНК в кодирующую.

Смена хозяина может сопровождаться утерей противозащитной функции. Длительная ко-эволюция вируса и хозяина должна приводить к падению патогенности. Вирус полиомиелита старый ослабленный вирус, в свое время он наводил панику похуже СПИДа.

Комбинированное подавление вирусных секьюрити-белков и врожденного иммунитета может стать новой стратегией лечения вирусных болезней.

Существует глубокое заблуждение что вирусы это страшная патология. Равновесие нарушается при возникновении нового вируса, сбой врожденного иммунитета.

Особый вид смерти клетки митотическая катастрофа

 

Павел Георгиев (Институт биологии гена РАН, Москва) «Инсуляторы дрозофилы»

Основная функция инсуляторов изоляция энхансера от промотора путем образования петли. В нашей лаборатории был найден первый эндогенный инсулятор. Модельная система в трансгенных линиях дрозофилы для изучения способности регуляторных элементов взаимодействовать на большом расстоянии.

В результате многочисленных исследований показаны закономерности. Если два инсулятор ориентированы по разному, то рядом с промотором оказывается элемент вне петли. Если одинаково, то элемент внутри петли. Если два инсулятора окружают энхансер, он полностью блокируется.

Взаимодействие между инсулятором и промотором специфично. Инсулятор за геном (три-штрих конец) стабилизирует работу промотора. Ориентационная зависимость между инсуляторами определяется несколькими белками. Сверхдальнее взаимодействие при высокой идентичности инсуляторов.

Инсулятор не отличается от энхансера и промотора, вы можете из инсулятора сделать энхансер. Многие инсуляторы имеют сайт связывания GAF основной белок.

Белок CP190 основной регулирующий белок

Сумолирование инсуляторных белков обеспечивает их локализацию в инсуляторных тельцах.

Как-то плавно гетерохроматин переходит в эухроматин. Гетерохроматин м.б. разрушен сильным промотором.

 

Александр Четверин (Институт белка РАН, Пущино) «Загадки репликации РНК»

Зачем бета-репликазе нужен рибосомный белок S1. Уже сорок лет известно что он делает.

Этот белок обладает резко стимулирующим действием.

Core белок работает как расплетаза. Белок S1 способствует накоплению однотяжных продуктов. Белок S1 не влияет на скорость репликации, не нужен для поддержания однотяжного компонента. Он может спасти репликативный комплекс если он добавлен до завершения элонгации.

Тайная и основная функция белка S1 это выход РНК имеющей на конце CCA.

Молекулярный шоперон (нянька)

 

Воспоминания о Р.Б. Хесине

 

Жена Хесина Марина Евгеньевна Варге рассказала, каким был Хесин накануне войны. Он был очень заметным и вел нестандартно. На втором курсе был избран секретарем комсомольской организации факультета. Он был строгим, его побаивались. Но был очень популярным особенно среди женской части факультета, где учились в основном девочки. Было ощущение, что война будет. О начале войны услышали на ЗБС. Успели приехать в последних двух вагонах электрички куда еще пускали гражданских. У Хесина был брат Женя на полтора года младше. Оба ушли добровольцами в противотанковые части. Дали только пилотки и гимнастерки, все остальное было свое и быстро обветшало. Мы мало знали о том что происходит на фронте. Хесин попал в район Ленинграда на очень тяжелый участок. Сам он рассказывать не хотел. Кто вернулся с фронта обычно молчали. Рассказывали те кто был в штабах, СМЕРШе. С Хесиным было то же что написал Николай Никулин. Это лучшая книга о войне. Воевал он мало, они в основном голодали и ходили в разведку вместе с Женей, который погиб практически на глазах у Романа. Психологическая травма голода привела к тому, что Хесин много лет не мог уснуть не положив кусок хлеба под подушку. Мучила незаживающая рана голени. Есть еще одна глубокая неправда, что всюду написано надо бояться шпионов. Мне все верили, что я еду за раненым в прифронтовую полосу Торжок, сочувствовали и подсаживали в поезда. Чувство взаимопомощи было реально. Торжок в основном был разрушен. На окраине сохранилась детская лесная школа. На нарах лежали тяжелораненые. Мне сказали что если найдешь мы тебе его отдадим. Ходила по классам и кричала: Хесин есть? Михаил Гефтер будущий глава Фонда «Холокост» спросил ты Ромку или Женьку ищешь? Позволили забрать нескольких университетских. У Гефтера в книге есть кодекс гражданского сопротивления. Хесин делал еще одну попытку вернуться на фронт с еще незажившей раной, но его вернули. Рана зажила через несколько лет. Он всегда был поперечным. Сказал «лучше бы вместо этого ордена дали табачку покурить», в результате не дали ни того ни другого.

 

Алексей Богданов (Институт физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского МГУ) «Роль рибосомных РНК в передаче внутририбосомных функциональных сигналов».

Элонгационный цикл рибосомы происходит обмен аллостерическими сигналами. Рибосомы это прежде всего РНК. За счет аллостерического взаимодействия налаживается ГТФ-азная активность.

После введения мутации в трансферазный центр анализировали все три тыс нуклеотидов. Модифицированные нуклеотиды в рРНК образуют единую цепь. Их всего 39 на четыре тысячи и восходит к рибосомному туннелю. Сигнально-якорный участок растущего пептида стимулирует связывание SRP с рибосомой, находясь внутри рибосомного туннеля.

Антибиотик тилозин запирает туннель, связываясь с аминокислотным остатком гуанином. Этот остаток символизирует некий конец сигнальной цепи. Регуляторная сеть белков, количество которых зависит от экспрессии 23S РНК с G2061 белком.

Молекулярная динамика рибосом это интенсивно развивающаяся областью. Вода в туннеле у стенок связана сильнее.

 

Лев Овчинников (Институт белка РАН, Пущино) «Y-бокс-связывающий белок 1 (YB-1) и его функции».

Хесин был у меня оппонентом кандидатской диссертации «Исследование свойств информосом, которые были открыты у него в лаборатории.

Белок YB-1 оказался многофункциональным, м.б. даже чемпионом по количеству функцию. Белок небольшой и богат Pro остатками. 35,8 kDa, pI=9,5 достаточно высокая изоэлектрическая точка. Три домена. Домен холодового шока. C-концевой домен содержит по четыре кластера положительно и отрицательно заряженных.

В онтогенезе на ранних стадиях кроме селезенки YB-1 экспрессируется во всех тканях. У старой мыши не экспрессируется нигде кроме печени, имеющей контакт с ксенобиотиками. Нокаут гена YB-1 ведет к гибели на стадии формирования нервной трубки, до или после рождения.

Белок YB-1 имеет повышенное сродство участкам ДНК с повышенной комплементарностью, содержащих модифицированные основания. Этот белок называют шопероном нуклеиновых кислот. YB-1 понижает температуру плавления ДНК- и РНК-дуплексов, ускоряет отжиг и обмен комплементарных цепочек. Этот белок взаимодействует с большим количеством других белков. Чаще всего он находится в цитоплазме, где диффузно распределен. Связан в основном с мРНК. У него аномальная электрофоретическая активность, что вообще характерно для неструктурных белков.

мРНК в мРНП чрезвычайно чувствительна к эндорибонуклеазам, т.е. она находится на поверхности. Возможно может хеликазу привлекать.

Регуляция специфическая, глобальная и регуляция IRES-содержащих мРНК. YB-1 ко-локализуется с актином, с тубулином. Стимулирует полимеризацию микротрубочек. YB-1 на митотическом веретене и центросомах. Повреждение порождает анеуплоиды, что делает клетку раковой. YB-1 может создавать стрессовые гранулы. Крупные гранулы образуются на микротрубочках. YB-1 на два порядка стабилизирует мРНК. Существует несколько механизмов перехода YB-1 в ядро. Он регулирует транскрипцию, трансляцию и репарацию, сплайсинг в т.ч. альтернативный..

Снижение количества YB-1 в клетках сопровождается прекращением их пролиферации. Увеличение количества YB-1 сопровождается повышением активности топоизомералы и альфа-полимеразы. YB-1 принимает участие в разборке ядрышек.

YB-1 может секретироваться из клеток через везикулы и действует извне. Примерно половина всех белков исходно неупорядочены. YB-1 м.б. тестом на предсмертное состояние, на лекарственную устойчивость, один из самых ярких маркеров рака. Его высокое количество в цитоплазме приводит к метастазам.

 

Владимир Гвоздев отметил, что такая работа как и изготовление самогона называется moonlighting.

 

Вторник, 27 марта

 

Евгений Свердлов (Институт биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН, Москва) «Подходы к генетической хирургии рака».

С Хесиным, Алиханяном я познакомился в 1965 году. Когдла Хесин мне подарил свою книгу я не думал что непостоянство генома станет основной проблемой над которой я думаю. Хесин понимал под непостоянством генома его способность мутировать, его интересовали транспозиции. Я буду говорить о непостоянстве генома вообще. Главная проблема рака повышенное непостоянство его генома по сравнению с нормальной. Все клетки опухоли генетически различны как и люди в популяции.

Благодаря непостоянству генома невозможно создать две клетки два организма с идентичными геномами. Попытки клонирования обречены на неудачу.

Проблемы медицинского применения стволовых клеток. Об этом много говорят и в это вкладывают сумасшедшие деньги. Стволовые клетки имеют разные геномы. Это нарушает медицинский принцип: таблетки должны быть одинаковые.

Обещания президента Никсона победить рак не выполнены, но огромные деньги сделали свое дело.

Как всегда началось все с катастрофы: во время войны разбомбили американское судно и сотни людей погибли от отравления ипритом. Хотя Америка подписала Женевскую конвенцию, на судне были снаряды с боевым отравляющим веществом. Гудман и Гилман исследовали погибших и обнаружили что в первую очередь погибают быстро делящиеся клетки. Возникла идея лечить рак ипритом. На мышах показали эффективность химиотерапии. Она чрезвычайно токсично.

Mary Lasker была богата и влиятельна, протолкнула идею химиотерапию через конгресс. Появилась программа президента Никсона.

Хемиотерапевтичсекие агенты все действуют на аппарат ДНК фтурурацил, алкилирующие агенты.

Felsher 2008 идея таргетной терапии. Рак в целом неизлечим, надо направлять агент внутрь раковой клетки. Опухолевая клетка к моменту выявления опухоли 10 в 9 степени клеток 1 грамм, в каждой клетке 10 тыс мутаций. Разные метастазы имеют разный мутационный портрет отличный от самой опухоли. Всегда находится устойчивая клетка, которая дает рост новой популяции.

Как бы ни были изощрены терапевтические методы они вряд ли приведут к радикальному успеху.

Все раковые клетки имеют одно общее свойство они быстро реплицируются. Генетическая хирургия агенты которые становятся токсичными попав в раковую клетку. Клетка где образуется агент должна распространять его на окружающие клетки. Токсичный 5-фторурацил убивает и раковые и нормальные клетки. Цитозиндезаминаза CD фермент способный превращать цитозин в урацил, также фторцитозин во фторурацил. Фторцитозин противогрибковый агент применяется в медицине. Он не токсичный. В раковую клетку вводится фермент. Токсичный фторурацил образуется в раковой клетке, убивает ее и проникает в клетки рядом.

Принципиальной стратегией генетической хирургии является использование генов-убийц. На мышках методика работает. Вопрос: почему рутинная для мышей методика на человеке даже близко не приближается к этому. Вопрос остается нерешенным, это задача совместных фундаментальных исследований генетиков и онкологов. Тезис Хесина не работает: что справедливо для бактерии справедливо для человека. Раковоспецифичные промотор обычно слабые, они не обеспечивают достаточной экспрессии.

Принципиально важно чтобы образовывались большие количества диффундирующего агента, потому что конструкция попадает всего в 5-10% клеток. Конструкция из стволовых клеток, которые сами находят опухоль.

Альвина Вазина: Тезис Уотсона почему не бывает рака? Мутация зависит от межклеточного матрикса. Нужно делать нормальным межклеточный матрикс. Ткань тюрьма для клеток. Что не надо рентгеноструктурного анализа это все понимали. Надо сформулировать центральные вопросы биологии.

Е.Свердлов: Если говорить серьезно то конечно Уотсон прав, надо говорить о том, почему не бывает рака. Опухолевой межклеточный матрикс создается опухолевыми клетками.

 

Сергей Разин (также А.В. Величко, Н.В. Петрова, О.Л. Кантидзе. Институт биологии гена РАН, Москва) «Комплексный эффект теплового шока на стабильность генома и репликацию ДНК».

Мне не довелось работать с Хесиным но считаю себя его учеником слушал его лекции. Сейчас их читаю я.

В 1962 году Ритоза обнаружил активируемую температурой транскрипцию генов кодирующих неизвестные ранее белки. Они были названы белками теплового шока.

Гистон H2AX распределен равномерно по нуклеосомам. Его фосфорилированная по серину-139 форма гамма-H2AX является маркером двунитевых разрывов ДНК. Тепловой шок у млекопитающих вызывает фосфорилирование H2AX. 30 минут 42 град. мягкий тепловой шок, 45,5 град. жесткий. Окрашивание клеток человека на гамма-H2AX очень неравномерно. Некоторые клетки ярко окрашены, в других фокусов мало. Считаемое число фокусов в клетках где репликации нет. В реплицируемых клетках идет активное фосфорилирование гистона.

Метод ДНК-комет: из клеток в результате апоптоза выходит ДНК и образуются хвосты. Ингибитор топоизомеразы сдвигает хвосты. В реплицирующихъся клетках есть однонитевые разрывы, после репликации двунитевые.

Как ни странно никто не смотрел что происходит с репликацией при тепловом шоке. Метод растянутых на стекле нитей ДНК. Временное ингибирование репликации при мегком шоке и полная остановка при жестком.

Активирование гистона H2AX происходит разными киназами. Фосфорилирование H2AX спасает репликацию при тепловом стрессе, предотвращает полную остановку репликации.

В G1 и G2 фазах непонятно почему образуются двунитевые разрывы.

Моделировать in vitro такой феномен достаточно убыточно.

Есть работы что транспозоны могут активироваться в условиях теплового шока.

Отвечая на вопрос Свердлова откуда берется H2AX, Разин подчеркнул что гистон H2AX содержится в клетках всегда. Он все время депонирован, только он не фосфорилирован.

 

Николай Чуриков (Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН, Москва) «Новый механизм регуляции экспрессии генов эукариот – координированый сайленсинг, или транскрипция генных кластеров в форум-доменах».

Выводы: Разработан метод (RAFT), позволяющий проводить полногеномный анализ DSBs в разных типах клеток в разных геномах. Полногеномный анализ выявил связь между DSBs, копиями мобильных элементов, расположенными в областях DSBs, и интеркалярным гетерохроматином. Обнаружен новый механизм регуляции генов эукариот – координированные сайленсинг или экспрессия генных кластеров в больших фрагментах хромосом, ограниченных “горячими” точками разрывов в ДНК (и местами связывания одного белка в хромосомах человека), которые взаимодействуют в геноме, прежде всего внутрихромосомно, и вовлечены в этот тип регуляции экспрессии генов.

Первый раз выступал в этом зале аспирантом, поразил демократизм Хесина, который пригласил аспиранта.

Может ли спонтанная фрагментация хромосом помочь в изучении их архитектуры?

Разработали метод быстрой амплификации концевых областей форум-доменов. Препараты RAFT в семь раз богаче мобильными элементами. Большая часть гибридизации FISH на политенных хромосомах приходится на интеркалярный гетерохроматин. Для этих районов характерна поздняя репликация.

Внутри больших доменов находятся сайты связывания транскрипции.

Есть активно транскрибируемые домены.

Обнаружены полярные и неполярные репрессоры и активаторы. Оксюморон короткий отрезок ДНК обладающий свойствами репрессора и при добавлении энхансера – активатора.

Фрагильные сайты которые изучаются цитогенетиками у человека.

Препарат RAFT который содержит 0,1% генома человека дает более богатую гибридизацию чем тотальный геном.

Полногеномный анализ у человека показал что форму-домены содержат три гена. 90% молчащие, лишь небольшая часть доменов содержит кластеры активно экспрессирующихся генов.

Разработали метод белка связывающегося с областью RAFT. Метод RAFT позволяет проводить полногеномный анализ DSBs.

Обнаружен новый тип регуляции глушение генов. Для чего он нужен непонятно. Ведь логика генома отличается от человеческой. Как бы быстро ни выделяли ДНК, разрывы уже есть. Существуют какие-то точки где они часто происходят. Для чего они нужны?

Мы ничего не знаем об этих разрывов. Возможно есть какой-то белок который разрезает ДНК для какой-то надобности.

Пока сделали только на клетках дрозофилы и человека.

А.Вазина: все болезни это нарушения адаптации. Чуриков: все эпигенетические структуры очень чувствительны к внешним воздействии.

 

Михаил Гельфанд (также Е.Е. Храмеева, А.А. Миронов, Г.Г. Федонин; Институт проблем передачи информации РАН, Москва) «Пространственно близкие области генома находятся в схожем эпигенетическом состоянии».

Два источника данных. Мегабазы.

Если участок имеет много повторов он картируется в неправильное место

Данные эпигенетических свойств генома метилирование модификация гистонов экспрессия генов раскрытие хроматина по чувствительности к ДНК-азе первой.

Чем ближе находятся мегабазные фрагменты, тем меньше разница по модификации гистонов и т.д.

В постановке извращенной как предсказать расстояние по эпигенетическим параметрам. Задача распознования образов. Лучше всего по доступности ДНК-азе и H4K20me1, причем с метилированным гистоном непонятно.

Если фрагменты кластеризовать, видно что есть кластеры плотные и рыхлые. По мере эпигенетического сходства плотные кластеры более однородные. Чем более плотный кластер тем выше экспрессия генов в кластере. Такие промзоны, совсем плотные кластеры транскрипционные кластеры.

Из базы данных геномных перестроек выбрали химерные. Некий аргумент фонового транс-сплайсинга. Процесс редкий и очень индивидуальный. Есть два типа хроматина плотный и рыхлый. Надеюсь при большем разрешении можно найти транскрипционные фабрики. Прогностическая сила и формальная правильность это немного разные вещи.

 

Михаил Евгеньев (Институт молекулярной биологии им. В.А. Энгельгардта РАН) «Основной стрессовый белок животных (БТШ70): эволюция и использование в медицине».

В отличие от предыдущего докладчика мы все это сами сделали. Хесин занимался бактериями с зараженных ртутью территорий.

Работа начата в 1985 году когда были открыты гены теплового шока. В Средней Азии ящерицы которые активны днем очень много в норме белков теплового шока. У ящериц средней полосы БЛШ в норме.

Считается что гены теплового шока консервативны.

У туркмен клетки выживают при более высоких температурах чем у русских, у них при более высокой температуре БТШ активны. Сравнивали туркмен родившихся в Туркмении. Работа не завершена, в Туркмении институт снесли бульдозерами. Клонировали гены теплового шока человека и верблюда. Увеличивается конститутивный ген БТШ70.

Дрозофила гены теплового шока. У южных видов копий гена больше.

На Кунашире живут мухи-львянки личинки которых живут в очень горячих серных источниках. Выживают при 49 град. Идет жуткая эволюция кластеров генов теплового шока. Перенесли эти гены в геном обычной Дрозофилы откуда удалены делецией свои гены теплового шока. Со своим промотором гены не работают. С промотором Дрозофилы ген заработал, пуф есть, но белка все равно нет.

Все наши конструкции с помощью транспозазы прыгали только в промоторы, в тело гена нет.

В Пущино на мышах работали с БТШ70 человеческим.

Разработали систему изучения болезни Альцгеймера. Токсические агентом являются растворимые пептиды а не бляшки. БТШ-70 проникает в мозг если капать в нос. При этом восстанавливается число нейронов и нормальное состояние.

У Дрозофилы синтез БТШ близок нулю.

 

Евгений Нудлер (New York University School of Medicine, USA) «Отступление РНК-полимеразы»

Жизнь моя связана с этим институтом, Александр Грагеров взял меня на курсовую. Последний доклад на русском языке я делал в этом зале 20 лет назад.

Backtracking выполняет разные роли паузы и аресты точность транскрипции, скорость элонгации, процессинг. Альтернативный сплайсинг очень зависит от скорости элонгации.

Должны быть общие механизмы регулирования элонгации in vivo. Рибосомные гены выглядят как елки. РНК-полимеразы движутся друг за другом.

Чем сильнее промотор тем сильнее элонгация.

Roadblocks сбивают полимеразы, следующие одна за другой. Сила 20 пиконьютонов. Транскрипция и трансляция связаны. Рибосомы у бактерий регулируют скорость элонгации у бактерий. Удалось разогнать с шести до десяти и выше аминокислот в секунду. Чем больше редких кодонов, тем меньше скорость.

Эффективность транскрипции подладить под нужды трансляции. Столкновения между трансляционной и транскрипционной машины постоянно случаются. Скорость РНК-полимеразы намного ниже. Она сбрасывается. В случае ко-направленного как-то проскакивало. Что происходит in vivo толком не очень понятно. В ко-направленном состоянии получали разрывы ДНК, которых не было при направлении навстречу.

Как только мы тормозим рибосому хлорамфениколом, тут же появляются разрывы. Это бактериостатичный антибиотик останавливает рост но не убивает.

Стрессы тормозят рибосому и как следствие двунитевые разрывы, которые чинятся с ошибками. Адаптивный мутагенез.

У клеток с Backtracking частота мутаций выше.

Backtracking лежит в основе кооперации между полимеразами, рибосомами и РНК-полимеразами, важен для нового фактора геномной нестабильности.

Backtracking чтобы произошел нужно рибосому продернуть в обратную сторону. Главный его момент регулирование скорости элонгации. Он нужен и для удаления ошибок полимеразы. Backtracking на эукариотах на 15 лет позже.

 

Андрей Кульбачинский (Институт молекулярной генетики РАН, Москва) «Неканонические функции ?-субъединицы РНК-полимеразы».

Работа Хесина 1968 года фактор стимуляции транскрипции. Это оказалась сигма-субъединица РНК-полимеразы. Сигма активирует транскрипцию. Чтобы начать синтез полимераза должна расплавить локально ДНК. Сигмы все состоят из четырх эволюционно консервативных фрагментов.

Отступление Backtracking – пауза – наступление имеет какое-то регуляторное значение.

 

Алексей Аравин (California Institute of Technology, USA) «PIWI-interacting small RNAs: the vanguard of genome defense against selfish DNA».

Очень высокий уровень этой конференции. Авангард защиты ДНК от мобильных элементов короткими РНК. Когда в 1997 году Гвоздев предложил прочитать книгу «Непостоянство генома» это было непростое чтение. Гены stellafe reporter

Fire и Mello получили Нобелевскую премию 2006 года за РНК-интерференцию как искусственный процесс.

Присутствие коротких РНК коррелирует с репрессией.

Стеллаты повторные гены существуют только у Drosophila melanogaster и пары близких видов. Экспрессируются в семенниках.

Белки аргонавты вовлечены в супрессию стеллатов. В позднем эмбрионе они экспрессируются в предшественниках семенников. Это комплекс piwi белков, которыми супрессируются транспозоны у Дрозофилы и у мышей.

Короткие РНК клонированы и после превращения в ДНК секвенированы. У человека и у мыши все короткие РНК уникальны чтобы отличить и супрессировать разные транспозоны. Система piRNA похожа на иммунную систему имеет память и дает сильный ответ на текущую инфекцию. Область насыщена разными транспозонами. Инсерция gipsy транспозона.

Гибридный дизгенез явление было открыто очень давно это явление очень интересное. Если взять разные линии мух результат м.б. трагическим. В большинстве случаев гибридный дизгенез коррелирует с наличием p-элемента. Он активируется мухи стерильны. То что мы показали гибридный дизгенез можно объяснить через роль piRNA. Только самки могут положить piRNA в яйцо при скрещивании красноглазых самок с белоглазыми самцами. Потомство фертильно. Реципрокное скрещивание не дает яиц с piRNA. P-элемент в ядре активируется и мухи стерильны.

Пинг-понг цикл объясняет амплификацию. Как муха или человек может приспособиться к новому транспозону? Модель производства новых piRNA.

piRNA mediate Trans-silencing

piRNA кластеры расположены в неслучайных местах хромосом Дрозофилы между прицентромерным гетерохроматином и эухроматином.

Никто не обнаружил как piRNA процессируется.

У мыши есть пахитенные piRNA и мы не знаем что они делают. Очень рано еще до рождения начинает экспрессироваться другой тип piRNA который нужен для супрессии транспозонов.

 

Михаил Клёнов (также Е.Ю. Якушев, О.А. Соколова, В.А. Гвоздев, Институт молекулярной генетики РАН, Москва) «Полифункциональный белок PIWI у дрозофилы».

Мутация PlwiNT белки piwi в цитоплазме полная дерепрессия мобильных элементов. Ядерная локализация piwi нужна для сайленсинга мобильных элементов. Привлекаются гетерохроматиновые белки мешают транскрипции мобильных элементов. В диком типии piwi сидит в ядрах стволовых клеток. Формирование комплекса piwi-piRNA. Piwi который находится в самих стволовых клетках нужен чтобы стволовые клетки делились с нормальной скоростью. Локализация в ядрах обеспечивает нормальное деление, в цитоплазме – нет.

Полифункциональность белка piwi: сайленсинг, поддержание стволовых клеток, деление стволовых клеток, формирование полярной плазмы цитоплазма ооцита, митозы, формирование оболочки ооцита.

 

Алла Калмыкова (Институт молекулярной генетики РАН, Москва) «Роль РНК-интерференции в гомеостазе теломер у Drosophila».

Я отношусь к последнему поколению учеников Хесина которым он последний раз читал на Биофаке курс молекулярной биологии в 1984.

Теломера играет важнейшую роль в пространственной организации хромосом. У Дрозофилы теломеразы не обнаружено, а в геноме есть ретротранспозоны. Формирование теломер с теломеразным способом поддержания теломер. В случае ретротранспозонов система гораздо более сложная. У Дрозофилы три ретротранспозона. Уровень их экспрессии контролирует длину теломер. Формирование кэпа несколько белков сидят на конце хромосомы.

Компоненты piRNA системы piwi Aurbegini Ago3 Zuccini и др.

Подавление экспрессии piwi активизирует ретротранспозоны.

Присоединение к теломере мобильных элементов повышение в сто раз мух со светлыми щетинками на голове.

Механизм влияния piRNA сайленсинга на теломеры. Действительно происходит накопление насцентных транскриптов, которые влияют на хроматин.

Гипотеза короткие РНК ингибирование на уровне ингибирующего транскрипционного комплекса.

Слияние теломер в митозах раннего эмбриогенеза при нарушении функции trf. piRNA необходимы для сегрегации теломер. Вся теломера находится под влиянием коротких РНК.

Дрожжи классический объект, имеющий теломеразу. Теломеры это всегда повторы. Субтеломерная область сложные повторы с мобильными элементами.

В семенниках не происходит ничего не видно транскриптов. Но механизм подавление видимо без участия коротких РНК и гетерохроматин там формируется по-другому.

Если трансген попадает в теломеру он неактивен, но в повторах активен, непохожесть повторов на обычный гетерохроматин.

Будущее этой работы выглядит перспективно, сказал Владимир Гвоздев.

 

Александр Грагеров (Omeros Corporation, USA) «Нейробиология шизофрении и разработка новых лекарств».

Мне приятно здесь выступить здесь прошло 17 лет моей жизни.

Шизофрения сложное заболевание, диагностические критерии расплывчаты.

Бред галлюцинация, расстройство речи которое отражает расстройство мышление, серьезное нарушение поведения или кататония, притупленный аффект, отсутствие речи отсутствие мотивации.

Должны присутствовать два признака и социальная дисфункция. Если при этом на работе терпят, то все нормально.

Трудности интегрирования новых сведений и старых концепций.

Трудности различения знакомого и необычного, нового и старого

Проблемы с вниманием или рабочей памятью.

Трудности с незаметной сменой правила тестирования.

Нарушения сенсорно-моторного фильтра.

Луи Вэйн 1860-1939 английский художник рисовал только кошек. Заболел шизофренией. Годы жизни имеют значение, потому что заболевание нелеченное.

Шизофрения заболевание наследственное. Считалось что это несколько геном со слабым влиянием. Находили и в других лабораториях не подтверждалось.

Новая генетика шизофрении 9394 пациентов, 12462 контролей. Аллелей которые вызывают шизофрению очень много и пенетрантность высокая. Есть гены влияющие на развитие мозга. Аналогичное действие вирусного заболевания во втором триместре беременности. Гены влияющие на развитие синапсов. Гены влияющие на передачу сигнала.

Обилие генов говорит о том что мы имеем дело с очень гетерогенным заболеванием. Гены не соблюдают диагностические границы. Это говорит о стремлении свалить в одну кучу шизофрению, аутизм, маниакально-депрессивный психоз. Вот тогда получается что гены.

Микроглии, которые в мозгу кушают неработающие синапсы.

Вопросы вместо ответов. В каждом исследовании будь то SNP или количество копий очень много мутаций возникших de novo. Похоже мы наблюдаем естественный отбор в действии: мы имеем самый сложный орган в котором работает очень много генов и половина возникает de novo.

Шизофрения 1%

Биполярное аффективное расстройство 2,5%

Аутизм 1%

Маниакально-депрессивный психоз 1,5%

Пограничные расстройства 1%

Вместе будь здоров и цифры будут одинаковы в америке или Индии.

Фармакология шизофрении. Все известные лекарства блокируют дофаминовый рецептор D2

Новые атипичные лекарства действуют на другие например серотониновые рецепторы и вызывают острый психоз.

Кора сигналит с помощью глютамата, базальные ядра дофамина

Тормозной медиатор гамма-аминомасляная кислота.

Система в мозгах выполняет роль фильтра что важно и что неважно. Дофаминовый сигнал реагирует на такие вещи как получилось-неполучилось, хорошо-нехорошо. Если она реагирует на наркотик, все остальное перестает быть важным.

Возможно на стуке дофамина и глютамата при шизофрении возникают какие-то проблемы.

У шизофреников глютаматный сигнал слабый, это есть часть проблемы.

Фосфодиэстераза-10 мишень для лекарства, которое мы разрабатываем. Если ее подавить, повышается чувствительность нейронов стриатума к сигналам коры –то чего не хватает при шизофрении.

Условное избегание у мышей. Шизофрению на мышах моделировать трудно. Все известные антипсихотики подавляют эту реакцию. От тока убегают, но со светом не связывают.

Слабый звук подавляет вздрагивание на последующий громкий звук.

Подавление фосфодиэстеразы-10 восстанавливает память нарушенную PCP. Нормальные мышки больше времени проводят с новым объектом. Стандартный антипсихотик с нарушением ничего не сделает в отличие от нашего вещества.

Подавление фосфодиэстеразы-10 облегчает перенос внимания.

Ингибирование фосфодиэстеразы-10 относится к малому числу новых подходов к повышению эффективности лечения шизофрения. Лидирует Pfizer, у них идут клинические испытания. У нас токсикология, в третьем квартале подадим на клинические испытания.

Фармакологические компании как бараны бегают стадами. Патентуется не механизм а вещество, а вещества у нас разные. Если у Pfizer второй этап клинических испытаний пройдет удачно, тут же все учебники перепишут.

Стриатум одно из мест с нейронной пластичностью.

Паркинсоников лечат лефадопой, дофамин не проходит через гематоэнцефалический барьер. На пике допы после многолетнего лечения у них реакция.

В Америке шизофреников не снимают со старых лекарств, добавляют новые. Но они часто бросают, потому что от этих лекарств толстеют.

В городе шизофрения чаще.

Шизофрения штука неспецифическая, она влияет на очень низкие уровни процессинга информации. Фосфодиэстераза имеет дополнительные преимущества в качестве мишени, ее действие будет проявляться когда идет сигнал

 

Вопросы Л.М.: Получается, в мозгах у нас какое-то свое непостоянство генома, м.б. как у иммунной системы? – Да это так.

Почему микроглии могут не работать и к чему это приводит?

 

Владимир Гвоздев в завершение конференции сказал, что доклады очень разные и каждый требует обдумывания. Конференция судя по отзывам была достаточно интересна. И у нас продолжают работать неплохо, и те кто уехал работают интересно и делают большой вклад в науку. Конференция состоялась потому что администрация и дирекция института помогла.

 

http://www.lechaim.ru/ARHIV/86/aspiz.htm

РОМАН БЕНИАМИНОВИЧ ХЕСИН-ЛУРЬЕ -ГЕНЕТИК И БИОХИМИК

Мирра Аспиз

Родился Роман Бениаминович (Вениаминович) Хесин-Лурье 24 марта 1922 года в Москве в семье врачей. Его отец В.Р. Хесин был известным хирургом, профессором, заслуженным деятелем науки, мать М.Е. Лурье, доктор медицинских наук, окончила также консерваторию. Мальчик уже в раннем детстве проявил большой интерес к естествознанию. В 12 лет он составил конспект «Происхождения видов» Ч. Дарвина, в 14 лет, став членом кружка юных биологов зоопарка, занялся пресмыкающимися, после чего «увлекся» паразитическими червями. Мальчик подолгу сидел за микроскопом, за что и получил кличку «профессор». В 1939 году Роман поступил на биологический факультет МГУ. С самого начала своей студенческой жизни он регулярно посещает кафедру генетики, которую тогда возглавлял профессор А.С. Серебровский.

Студент Хесин – постоянный участник различных походов, экскурсий, многокилометровых пеших и лыжных прогулок. В первые летние каникулы он совершает путешествие из Москвы в Ленинград и обратно на велосипеде, в течение месяца бродит по Кавказу. Свои зимние каникулы на 2-м курсе он провел в Лапландском заповеднике.

А летом началась Великая Отечественная война. Втайне от родителей Роман отправляется в райвоенкомат, чтобы записаться добровольцем, и там встречается со своим старшим братом Женей, студентом 4-го курса исторического факультета МГУ. Каждый из них намеревался попасть на фронт, полагая, что другой останется с родителями. Оба оказались в истребительном батальоне. Женя погиб в самом начале войны.

Во время войны существовал приказ об ответственности за оставленное врагу оружие. Бои в части, где служил Роман, временно приняли позиционный характер. Между двумя линиями окопов, на ничейной земле, оказался наш станковый пулемет «Максим», расчет его был убит при отступлении. Все попытки притащить пулемет в свое расположение кончались гибелью очередных смельчаков. Заметив малейшее движение орудия, враг открывал бешеный огонь. Младшему сержанту Хесину в темноте удалось подползти к пулемету, прикрепить к нему конец длинной проволоки и так же незаметно вернуться в свой окоп. Как только потянули проволоку с пулеметом, немцы открыли огонь, но никто не пострадал, а пулемет обрел своих настоящих хозяев. Прибывший затем командир дивизии объявил о представлении героя операции к награде орденом Красной Звезды. Выступивший из строя Хесин поблагодарил по форме военное руководство и попросил у него... махорочки... Две пачки махорки и достались ему в качестве награды.

Уже после войны на одном из вечеров на биофаке профессор Серебровский читал свое стихотворение, посвященное своему ученику и сотруднику Роману Хесину, где звучали слова: «и он один с пулеметом вдвоем».

Роман был дважды ранен. После первого ранения он быстро вернулся в строй. Второе, очень тяжелое, приковало его к больничной койке в прифронтовом госпитале в г. Торжке. Туда к нему в мае 1942 года приехала его будущая жена Мария Варга, с которой он познакомился во время ее приемных экзаменов на биофак в 1940 году и переписывался с первых дней войны. Девушка ходила по палатам и спрашивала, нет ли здесь Хесина. Кто-то неожиданно попросил ее уточнить, какого Хесина она ищет. Это был тяжело раненный Михаил Гефтер, однокурсник Жени Хесина. Марии удалось вывезти из Торжка в Москву и Р. Хесина и М. Гефтера, ставшего впоследствии известным историком, автора книги «Эхо Холокоста и русский еврейский вопрос» (Москва, 1995).

Комиссованный Роман вернулся в университет, на студенческую скамью. Его очень ценили на кафедре как вдумчивого студента и хорошего экспериментатора. Выделенная ему Сталинская стипендия не только улучшила его материальное положение, но и дало возможность остаться по окончании университета в 1945 году на кафедре генетики.

Казалось, любимого ученика А.С. Серебровского ожидает блестящее будущее. Летом 1945 года учитель писал об ученике: «Еще на первом курсе им выполнено небольшое исследование на тему о времени действия летальных мутаций... В настоящее время Хесин-Лурье успешно выполнил дипломную работу, потребовавшую от него овладения сложными генетическими методами исследования».

В 1947 году в «Литературной газете» появилась статья Т.Д. Лысенко «О внутривидовой борьбе». В ответ на эту статью биофак решил провести открытую дискуссию по проблемам внутривидовой конкуренции и основам дарвинизма, чтобы показать опасность для науки и сельского хозяйства взглядов, проповедуемых Лысенко. Сам он от участия в дискуссии уклонился, с его стороны на ней присутствовал главный редактор журнала «За социалистическое земледелие» Ф.А. Дворянкин. После выступления известных ученых (академика И.И. Шмальгаузена, профессоров А.Н. Формозова, М.М. Завадовского, Д.А. Сабинина) выступил Р. Хесин, как бы подытоживший оценку вреда, который наносил Лысенко стране своей борьбой против классической генетики и теории эволюции. Биологический факультет праздновал победу, Хесин был героем факультета. До злополучной августовской сессии ВАСХНИЛа оставалось меньше года. Роман успел защитить кандидатскую диссертацию.

В первый список уволенных с биофака попал Р. Хесин. Он остался без работы. Предвидя неизбежность слияния генетики и биохимии, Хесин решил серьезно заняться последней. Он прошел большой аспирантский практикум в Первом Московском медицинском институте на кафедре биохимии, руководимой профессором Н.Ф. Толкочевской, проштудировал учебники и руководства по этой дисциплине. В октябре 1949 года молодой ученый был зачислен младшим научным сотрудником в лабораторию химии тканей Института биологической и медицинской химии, заведовал лабораторией профессор С.Я. Капланский. Хесин быстро освоил современные биохимические методы, и здесь он зарекомендовал себя прекрасным экспериментатором.

Начались его пионерские работы по изучению синтеза белков в изолированных цитоплазматических гранулах. Но вскоре его коснулось очередное сокращение. Чтобы отстоять его, два старших научных сотрудника перешли на должности младших. Однако в институт поступает приказ, запрещающий «нераскаявшимся» генетикам заниматься научной деятельностью. Хесина переводят на должность лаборанта, сохраняя ему возможность получить материал, необходимый для докторской диссертации.

В начале 1953 года во время так называемой борьбы с космополитизмом из института были уволены 26 сотрудников еврейской национальности. После смерти Сталина, как известно, появился приказ об освобождении «врачей-убийц», и часть уволенных была восстановлена, но Хесин не попал в их число.

Полтора года длилась его безработица, и все это время он не переставал трудиться над своей диссертацией.

В августе 1954 года Хесин получил приглашение ректора Каунасского медицинского института на работу в должности исполняющего обязанности заведующего кафедрой биохимии. С грустью расставался он с Москвой, тревожно было оставлять овдовевшего старого отца, которого он считал своим учителем в жизни и науке. В письмах к нему есть такие строки: «...уехал из Москвы с очень тяжелым ощущением отъезда в ссылку... Сильное впечатление заграницы, потери Родины».

Лекции Хесина в Каунасе пользовались большим успехом. Их приходили слушать с других курсов. На кафедре он начал внедрять научные исследования. Московские друзья всячески поддерживали его, старались помочь ему с оборудованием. К нему приезжали Е.В. Карасева, Б.С. Кулаев, А.М. Уголев, К.М. Эфрон, Г.Э. Фельдман. Сам он раз в две недели на своей машине за 12-15 часов проделывал путь от Каунаса до Москвы – надо было сохранить московскую прописку, т.е. возможность вернуться на «родину». Руководство кафедрой, подготовка к лекциям отнимали много времени. Все же работа по изучению синтеза белков в клеточных структурах продолжалась и была обобщена им в докторской диссертации «Роль структурных компонентов цитоплазмы клеток печении поджелудочной железы в процессах синтеза белков». Защита состоялась в 1955 году, 33-летний доктор биологических наук получил звание профессора.

А осенью 1956 года состоялось и возвращение в Москву – в Институт биофизики Академии наук, куда он был приглашен для организации группы биохимической генетики в составе лаборатории Н.П. Дубинина. Своего помещения группа не имела, исследования проводились в разных институтах, где работали друзья Романа Бениаминовича. Неудобства закончились, когда в 1959 году Хесин и его сотрудники по приглашению известных ученых (И.В. Курчатова, А.П. Александрова, И.Е. Тамма, В.Ю. Гаврилова), озабоченных проблемой возрождения и развития разрушенной в 1948 году генетики, перешла в Институт атомной энергии. С 1960 года институт носит имя его основателя и первого директора И.В. Курчатова.

В том же 1959 году Хесин выступил с докладом на съезде биохимиков, физиологов и фармакологов, где впервые после сессии ВАСХНИЛа неоднократно звучало слово «ген». В 1960 году увидела свет его книга «Биохимия цитоплазмы».

Группа Хесина превратилась в лабораторию молекулярных основ генетики, где Роман Бениаминович проработал до конца своих дней. Весь биологический отдел в недрах Института атомной энергии явился основой созданного в 1978 году института молекулярной генетики.

В лаборатории Хесина проводились еженедельные «пятиминутки», длившиеся иногда целый день. На них делали рефераты, отчеты по выполненным экспериментам, репетировали предстоящие доклады и диссертационные выступления. В 1974 году Р. Хесин был избран членом-корреспондентом Академии наук. Он никогда не ставил своей фамилии под работами, выполненными его сотрудниками, если сам не участвовал в экспериментах. Зато в огромном количестве работ их исполнители выражали ему признательность и благодарность.

В 1965 году трагически погиб единственный сын Романа Бениаминовича. После этого он перенес несколько инфарктов, работоспособность же его оставалась удивительной. Даже в больнице он продолжал работать, его палата превращалась в филиал лаборатории, где обсуждались полученные сотрудниками данные, правились статьи.

На протяжении многих лет Роман Бениаминович был организатором знаменитых зимних школ по молекулярной биологии. Свободное время он любил проводить на природе – рыбалка, байдарочные походы. Во время отпуска прочитывал много художественной литературы.

Хесин считался невыездным. Он был лишь в Чехословакии и ГДР. Даже признанные классическими его работы о смене рибонуклеиновых кислот в жизни клетки докладывали в Страсбурге за него.

Мировое признание ученый получил при жизни. В 1982 году ему была присуждена Государственная премия за цикл работ по изучению ферментов бактерий, ответственных за активность генов. В 1986 году он посмертно удостоился Ленинской премии за фундаментальный труд «Непостоянство генома», представлявший собой обобщение работ по молекулярным основам функционирования генов. В посвящении к нему написано: «В знак благодарности посвящаю эту книгу памяти Вениамина Романовича Хесина и Александра Сергеевича Серебровского».

В 1984 году Р.Б. Хесин тяжело заболел. Последние дни он провел в онкологическом центре, где его очень поддерживал его друг профессор Г.И. Абелев. Скончался Роман Бениаминович 16 июля 1985 года. Ежегодно в Институте молекулярной биологии проводятся конференции памяти Хесина, приуроченные ко дню его рождения.

При входе в Институт молекулярной генетики помещены мраморный барельеф Р.Б. Хесина и доска с надписью о том, что он работал в этом здании. Памятная доска есть и у его кабинета, в которой висит прекрасный портрет Хесина, отражающий его незабываемый добрый, ироничный взгляд. Все общавшиеся с Романом Бениаминовичем убеждены, что каждый контакт с этим интересным, талантливым человеком, объективным и требовательным ученым всегда обогащал их.