Работа группы Маллигэна
Четверг, Март 4th, 2010
Маллигэн разработал, по-видимому, безопасный и эффективный способ достичь этой цели. В течение нескольких лет он изучал ретровирусы. Возникла идея перестроить их таким образом, чтобы они служили однократными посыльными или, как говорят, векторами, транспортирующими гены в клетки.
Маллигэн и Индер Верма, молекулярный биолог, также работающий над проблемой АДА, рассуждали так: поскольку ретровирусы естественным путем внедряют свои гены в клетки, можно попытаться заставить их проделать то же самое с чужимы генами. С этой целью они «сшили» человеческий и вирусный гены и заразили ими клетки в культуре. Задачей ученых было создать новый вид ретровирусов, которые могли бы переносить ген в клетки человека, но при этом были бы прочно заперты в них.
Группа Маллигэна взялась за эту непростую задачу. Каждый из них по отдельности уже неспособен порождать новые вирусы. Для этого из’ одного вируса они удалили гены, ответственные за создание белковой оболочки, необходимой ему, чтобы проникнуть в клетки, и заменили их нужным чужим геном. Из другого, так называемого вируса-помощника, они удалили последовательность генов, которая дает «сигнал» белковой оболочке обернуться вокруг вирусной РНК и образовать новый вирус. Когда оба таких «вируса калеки» вводятся в клетки культуры, вирус-помощник обеспечивает всю необходимую работу по «упаковке» и внедрению в клетку комбинированного вируса, однако сам внедриться в клетку не может. Вектор – нечто подобное мулу в мире вирусов: он может внедриться в клетку, но, будучи внутри, не может воспроизводиться, поскольку в его РНК отсутствуют необходимые инструкции для этого. Он оказывается навсегда заключенным в клеточной ДНК.
«Лекарства и все другие средства, которые мы используем сегодня, – паллиативные меры. Они позволяют устранить симптомы, но не излечить саму болезнь, – объясняет Ф. Андерсон из Национального института здравоохранения, чья группа среди прочих работает над этой проблемой. – Единственный способ победить болезнь, если она вызвана дефектным геном, – исправить дефект».
Спрашивается, можно ли использовать эти свойства ферментов для практических целей? Можно, но этому мешали, а частично мешают и до сих пор два обстоятельства. Во-первых, ферменты, как правило, гомогенные катализаторы, что весьма неудобно с технологической точки зрения, так как такой катализатор трудно отделять от продуктов реакции и использовать повторно. Во-вторых, ферменты довольно нестабильны и обычно не могут функционировать достаточно длительный срок.
На этом, однако, возможности инженерно-энзимологических подходов в данной области не исчерпываются. Пенициллинамидазе присуща уникальная специфичность также и по отношению к гидролизу цефалоспори-нов: отщепляется только боковая группа, а 3-лактамный цикл остается нетронутым. Это использовали для создания второго технологического процесса – получения 7-АДЦК гидролизом соответствующего фенилацетатного производного. Таким образом, открывается путь к получению очень перспективных лекарственных средств на основе «полусинтетических» цефалоспоринов.
Лечение генных болезней введением пациенту нормальных генов выглядит обманчиво простым. Фактически же генная терапия – столь изощренная процедура, что только горстка научных коллек» тивов в мире обладает достаточными знаниями и опытом, чтобы лишь рассматривать возможность такой попытки. Одно из самых больших препятствий – найти способ внедрить гены в клетку.
Участки желатинового слоя смываются водой, и если затем поместить пленку в раствор красителя (проявление), способного окрашивать желатиновый слой, то смытые участки остаются бесцветными и получается негатив. Другой вариант основан на том, что светочувствительным делают не сам фермент, а носитель для его иммобилизации. Такой носитель наносят на пленку и после освещения в нём появляются центры, способные химически связывать фермент. Результат оказывается тем же самым: в тех местах, на которые падает свет, оказываются молекулы активного фермента. Преимущество этого метода – меньший расход фермента.
В реакциях получения тирозина можно использовать не только фенолы, но и другие гетероциклы. Например, при введении индола в присутствии триптофаназы получается триптофан: