Краткая история сотворения мира. Великие ученые в поисках источника жизни на Земле | страница 173
В статье в Nature, опубликованной в 1986 г., Гилберт утверждал, что ответ следовало искать в другом месте. Он вернулся к гипотезе, впервые сформулированной Вёзе в 1967 г. В книге «Генетический код» Вёзе писал, что изначально работу и ДНК, и белков должен был выполнять их теперешний посредник – РНК. В 1968 г. Френсис Крик и Лесли Орджел одновременно опубликовали пару статей, в которых также утверждали, что жизнь поначалу была основана на РНК. Впоследствии было признано, что статья Орджела «Эволюция генетического аппарата» наиболее полно отражает суть идеи, хотя поначалу она почти не привлекла внимания. В 1986 г. функция РНК была изучена уже гораздо подробнее. Кроме того, возврату к этой идее способствовало одно важнейшее открытие, сделанное независимо двумя микробиологами: Томасом Чеком и Сиднеем Олтменом.
В 1978 г. Чек, тогда еще сравнительно молодой преподаватель Колорадского университета в Боулдере, начал выделять белок, ответственный за недавно описанный Гилбертом сплайсинг генов – вырезание интронов из молекул РНК и соединение их последовательностей. Чек предполагал, что выделить белок будет достаточно просто. Нужно только взять клеточный экстракт и разделять его до тех пор, пока не будет обнаружен элемент, осуществляющий сплайсинг. Однако работа зашла в тупик. Сплайсинг происходил даже в тех образцах, в которых, как были уверены исследователи, не было никакого белка. В конечном итоге, удалось доказать, что за вырезание интронов отвечает сама РНК.
Вскоре после начала этих экспериментов Сидней Олтмен из Лаборатории молекулярной биологии в Кембридже, которой руководили Сидней Бреннер и Френсис Крик, занялся изучением необычного фермента, называемого рибонуклеазой P. Необычность фермента заключается в том, что около 80% его массы составляет РНК, что ученые долгое время считали малозначащей аномалией. Позднее Олтмен получил должность профессора в Йельском университете, но продолжал исследования. Он пришел к выводу, что РНК была главной каталитической составляющей рибонуклеазы P. Именно РНК, а не белок отвечала за каталитическую активность фермента.
Открытия Чека и Олтмена перевернули наши представления о биохимии клетки. Одни белки катализируют химические реакции, другие отвечают за двигательные функции, третьи, включенные в клеточную мембрану, – открывают и закрывают каналы, благодаря которым реализуется, например, механизм сознания. Потребление пищи, пищеварение, передвижение и даже мышление – все эти процессы на самом фундаментальном уровне осуществляются белками. Белки контролируют химические процессы, отвечающие практически за все функции клетки и, как считалось долгое время, являются единственными клеточными компонентами, осуществляющими все перечисленные реакции. Однако Чек и Олтмен доказали, что некоторые молекулы РНК (названные рибозимами) тоже могут выступать в роли катализаторов. За это открытие в 1986 г. они были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины.