Чем важно открытие нового молекулярного механизма регуляции иммунного ответа

Фотография: iStockPhoto

Нарушить классическую догму молекулярной биологии и приблизиться к пониманию фундаментальных механизмов метаболизма смогла международная группа ученых и их российская коллега доктор химических наук Виктория Буник, которая рассказала «Газете.Ru» подробности исследования.

О работе, которая посвящена фундаментальным механизмам клеточного метаболизма и которая опубликована в научном журнале Nature Immunology, «Газете.Ru» рассказал один из ее авторов — д.х.н., ведущий научный сотрудник НИИФХБ имени А. Н. Белозерского МГУ имени М.В.Ломоносова и доцент факультета биоинженерии и бионформатики МГУ имени М.В.Ломоносова Виктория Буник.

— Виктория Ивановна, какие перспективы у направления, которому посвящена статья?

— Данная работа позволяет по-новому взглянуть на классическое положение о том, что в основе всех функций живого лежит регуляция метаболизма.

Из этого следует, что именно умение направлять метаболизм в нужное нам русло в конечном счете определяет наши возможности контроля или искусственного воссоздания биологических свойств.

Перспектива – определить соотношение между руслом и свойством. А для этого надо понять, какие именно звенья метаболизма надо отрегулировать, чтобы получить нужное свойство, и каковы способы достижения такой регуляции.

Кроме того, перспективность данной работы определяет и ее методологическое значение, показывающее необходимость интеграции глобальных и специфических методов анализа биологических функций с целью понимания лежащих в их основе молекулярных механизмов.

— Как выводы, приведенные в статье, помогут биологам?

— Физика и химия имеют большое преимущество перед биологией в части предсказуемости поведения реальных систем на основе закономерностей, установленных в так называемых изолированных системах, то есть системах, из которых исключена часть реальных взаимодействий.

В биологии же даже немногочисленные центральные догмы все время подвергаются испытаниям.

Например, современные данные о модификациях как информационных РНК, так и кодируемых ими белков, не укладываются в классическую форму центральной догмы молекулярной биологии «один ген – один белок». В силу существенно более сложных взаимодействий компонентов биологических систем по сравнению с химическими и физическими, путь от исследования изолированных систем до адекватного представления реальной системы в биологии значительно менее очевиден.

Полученные в рассматриваемой работе выводы показывают, что развитие и применение высокопроизводительных методов глобального анализа и биоинформатических методов обработки данных биологических экспериментов позволяют биологам если не увидеть, то хотя бы получить надежду увидеть свет в конце туннеля. При этом, однако, статья наглядно демонстрирует, что именно наше понимание частностей, то есть тех самых изолированных систем, придает расплывчатой картине глобального анализа яркие краски и четкие очертания.

Поэтому значение данной работы для биологии и биологов состоит не только в открытии нового молекулярного механизма регуляции иммунного ответа, но и в демонстрации силы совместного применения глобальных и специфических подходов для понимания биологических систем.

— В чем состоит главный вывод работы?

— В нашей работе показана зависимость иммунного ответа от клеточного синтеза белков метаболизма и контроль такого синтеза путем модификации информационных РНК (РНК — это, наравне с ДНК и белками, одни из трех важнейших для живых организмов макромолекул; информационные РНК содержат информацию о первичной структуре белков: образно говоря, если ДНК — это набор чертежей для изготовления белков, то информационная РНК — временная рабочая копия чертежа, выдаваемая в сборочный цех — «Газета.Ru») при связывании с ними специального белка (HuR) — регулятора модификаций. Установлен новый молекулярный механизм регуляции биологических функций В-лимфоцитов (клеток иммунной системы, которые обеспечивают так называемый гуморальный иммунитет — выработку антител — «Газета.Ru»), состоящий в модификации информационных РНК при связывании с ними белка HuR.

— В чем состоит непосредственно ваш вклад?

— Проведенный в работе глобальный анализ синтеза информационных РНК — транскрипции — и синтеза белка — трансляции (транскрипция и трансляция — это основные стадии важнейшего для любой клетки процесса биосинтеза белка — «Газета.Ru») — указал на то, что регуляция иммунного ответа в значительной мере определяется исследуемым мною процессом окисления 2-оксоглутарата в митохондриях.

В связи с этим полученные в моей предыдущей работе знания о возможностях и метаболических последствиях направленной регуляции этой реакции были использованы для экспериментального доказательства ее роли в особенностях биологии В-лимфоцитов.

В частности, для фармакологического воздействия на окисление В-лимфоцитами 2-оксоглутарата мы применили разработанные и охарактеризованные в моих исследованиях ингибиторы фермента, катализирующего эту реакцию.

— Где проводились исследования?

— Представленные в статье результаты получены с участием специалистов одиннадцати научных подразделений из семи стран. Такая география исследования продиктована его междисциплинарным характером и дает некоторое представление о финансах и инфраструктуре, необходимых для получения публикуемых в ведущих журналах результатов.

Я благодарна Российскому Фонду Фундаментальных Исследований (РФФИ) за многолетнюю поддержку моей разработки способов направленной регуляции критических звеньев метаболизма синтетическими аналогами природных соединений. С 2014 года эта работа получила также финансирование Российского Научного Фонда (РНФ).

К сожалению, российская система грантов не предусматривает изменения штатного расписания для выполнения работ по гранту. То есть в отличие от западных коллег, которые могут нанять сотрудников для выполнения работ по гранту, российские гранты позволяют лишь использовать свободное время заинтересованных в теме гранта сотрудников, штатные должности которых предполагают выполнение других задач. Очевидно, что такая система не позволяет привлечь высококвалифицированные кадры в объеме, необходимом для оптимальной работы по финансируемым грантам. Как следствие, ухудшаются возможности для создания инфраструктуры, способствующей воспитанию таких кадров.

В такой ситуации сотрудничество как внутри России, так и с зарубежными коллегами позволяет не только осуществить необходимое для междисциплинарного исследования научное взаимодействие, но и отчасти решить проблемы кадров и инфраструктуры.