Эпигенетика. Как современная биология переписывает наши представления о генетике, заболеваниях и наследственности

В науке существует множество примеров того, как случайное, казалось бы, событие приводило к великим открытиям. Наверное, наиболее известным среди этих примеров является история о том, как Александр Флеминг обнаружил, что плесенный грибок, случайно оказавшийся в экспериментальной чашке Петри, убил культивируемые там бактерий. Это и стало тем случайным событием, которое привело к открытию пенициллина и последующему появлению антибиотиков. В результате этого выдающегося, но сделанного совершенно случайно открытия, были спасены жизней миллионов людей.

В 1945 году Александр Флеминг был удостоен Нобелевской премии в области медицины вместе с Эрнстом Чейном и Говардом Флори, разработавшими способы промышленного получения пенициллина, что сделало возможным использовать антибиотик в терапевтических целях. Знаменитое высказывание Айзека Азимова, вынесенное в эпиграф настоящей главы, подсказывает нам, что Александр Флеминг был не просто счастливчиком, которому улыбнулась неожиданная удача. Его прозрение не было чистым везением. Очень маловероятным представляется то, что Флеминг был первым ученым, культуры бактерий которого оказались инфицированными плесенным грибком. Его открытие стало результатом понимания, что происходит нечто необычное, и осознания значимости этого явления. Благодаря своим знаниям и профессиональной подготовке Флеминг смог из случайного события сделать далеко идущие выводы. Он видел то, что, возможно, видели до него многие другие исследователи, но его мышление было совершенно другим.

Даже если мы согласимся с тем, что случайные события играют заметную роль в научных исследованиях, мы все же почувствуем себя увереннее, если будем считать, что наука обычно развивается по логическому и упорядоченному пути. Вот одна из тропинок, следуя которой, мы могли бы представить себе такой прогресс в эпигенетике…

Эпигенетические модификации контролируют судьбу клетки — это те самые процессы, благодаря которым клетки печени, например, остаются клетками печени, а не превращаются в другие типы клеток. Рак представляет собой резкий сбой в нормальном контролировании судьбы клетки, в результате которого клетки печени перестают быть самими собой и превращаются в раковые клетки, из чего следует, что при раке эпигенетическая регуляция становится аномальной. Следовательно, мы должны направить свои усилия на разработку препаратов, которые бы препятствовали нарушению эпигенетической регуляции. Такие лекарственные препараты оказались бы чрезвычайно полезны для лечения и профилактики рака.

Процесс этот требует тщательных разработок и больших затрат. Действительно, фармацевтические компании по всему миру на разработки эпигенетических лекарственных средств, способных помочь выполнению этой задачи затрачивают сотни миллионов долларов. Однако этот процесс представляется простым и понятным лишь в теории, тогда как на практике поиски лекарства от рака выглядят совсем иначе.

Уже существуют лицензированные препараты для лечения рака, принцип действия которых основан на подавлении эпигенетических ферментов. Эти соединения проявили себя как средства против раковых клеток прежде, чем их стали применять для подавления эпигенетических ферментов. В действительности, именно эффективность этих соединений пробудила интерес к эпигенетической терапии, как и ко всей эпигенетике в целом, хотя путь к успеху не был усыпан розами.

Эпигенетик волею случая

Когда-то давным-давно, в самом начале 1970-х, молодой южноафриканский ученый по имени Питер Джонс работал с химическим соединением под названием 5-азацитидин. Это соединение, о чем на тот момент уже было известно, обладало противораковым действием, поскольку было способно остановить деление раковых клеток при лейкемии, и демонстрировало обнадеживающие результаты при испытании его на больных лейкемией детях[167].

Сегодня Питер Джонс является признанным во всем мире первооткрывателем эпигенетических методик лечения рака. Высокий, худощавый, загорелый, с густым ежиком седых волос он, как магнит, притягивает к себе внимание участников крупных конференций. Подобно многим поистине великим ученым, с которыми мы уже познакомились на страницах этой книги, он посвятил десятилетия своей жизни исследованиям в только начинавшей развиваться области науки. Питер Джонс и сегодня остается в первых рядах тех, кто прикладывает все силы, чтобы понять влияние на здоровье эпигенетических факторов. Сейчас главные его усилия направлены на составление характеристик всех эпигенетических модификаций, присутствующих в широчайшем многообразии различных типов клеток и заболеваний. Теперь в его распоряжении находятся технологии, позволяющие его сотрудникам анализировать миллионы данных, получаемых с самого современного сложнейшего оборудования. Тогда же, в 1970-х, ученый сделал свое первое открытие исключительно благодаря собственной наблюдательности и старательности — просто необходимых настоящему ученому качеств.