Перейти к:
Пептидные гормоны и современные проблемы биотехнологии
https://doi.org/10.14341/probl12010
Аннотация
Исследование пептидных гормонов — бурно и динамично развивающаяся во всем мире область биологии, тесно связанная с последними достижениями фундаментальной науки и медицинской практикой. На изучение пептидных гормонов большое влияние оказали последние крупные события в науке. В середине 70-х годов благодаря классическим исследованиям F. Sanger и соавт., A.M. Maxam и W. Gilbert были разработаны эффективные методы секвенирования нуклеотидных последовательностей ДНК. Позднее это событие стало называться революцией в молекулярной биологии. Вместе с существовавшими методами клонирования фрагментов нуклеотидных последовательностей в плазмидах и фагах они позволили разработать современную методологию рекомбинатных ДНК, которая легла в основу бурно развивающихся сейчас генно-инженерной биотехнологии, биоорганической химии, молекулярной генетики, микробиологии, вирусологии и ряда других научных дисциплин. Последние достижения молекулярной биологии чрезвычайно ускорили весь процесс научного познания и сделали реальностью, например, разработку таких глобальных научных программ, как исследование полной нуклеотидной последовательности генома человека. Не будет преувеличением сказать, что за истекшие 20 лет биологическая наука накопила больше экспериментальных данных, чем за весь предыдущий период своего развития. В настоящее время 70—80% исследований в передовых странах мира выполняется с использованием методов молекулярной биологии, которые сейчас позволяют в течении 1 года решать такие научные задачи, на которые раньше приходилось затрачивать десятилетия.
Для цитирования:
Панков Ю.А. Пептидные гормоны и современные проблемы биотехнологии. Проблемы Эндокринологии. 1996;42(2):3-8. https://doi.org/10.14341/probl12010
For citation:
Pankov Yu.A. Peptide hormones and current problems of biotechnology. Problems of Endocrinology. 1996;42(2):3-8. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl12010
Исследование пептидных гормонов — бурно и динамично развивающаяся во всем мире область биологии, тесно связанная с последними достижениями фундаментальной науки и медицинской практикой. На изучение пептидных гормонов большое влияние оказали последние крупные события в науке. В середине 70-х годов благодаря классическим исследованиям F. Sanger и соавт. [19], А. М. Махат и W. Gilbert [14,15] были разработаны эффективные методы секвенирования нуклеотидных последовательностей ДНК. Позднее это событие стало называться революцией в молекулярной биологии. Вместе с существовавшими методами клонирования фрагментов нуклеотидных последовательностей в плазмидах и фагах они позволили разработать современную методологию рекомбинатных ДНК, которая легла в основу бурно развивающихся сейчас генно-инженерной биотехнологии, биоорганической химии, молекулярной генетики, микробиологии, вирусологии и ряда других научных дисциплин. Последние достижения молекулярной биологии чрезвычайно ускорили весь процесс научного познания и сделали реальностью, например, разработку таких глобальных научных программ, как исследование полной нуклеотидной последовательности генома человека. Не будет преувеличением сказать, что за истекшие 20 лет биологическая наука накопила больше экспериментальных данных, чем за весь предыдущий период своего развития. В настоящее время 70—80% исследований в передовых странах мира выполняется с использованием методов молекулярной биологии, которые сейчас позволяют в течении 1 года решать такие научные задачи, на которые раньше приходилось затрачивать десятилетия. С помощью новых методов устанавливается структура генов белков, выполняющих различную функцию. Стало обычным явлением определение первичной структуры белков путем не прямого исследования их аминокислотной последовательности, а изучения структуры кодирующих их генов. Новая научная информация о нуклеотидных и аминокислотных последовательностях накапливается с такой скоростью, что анализ и осмысление новых данных часто запаздывают. Поэтому создаются мировые компьютерные банки (базы) данных о структуре нуклеиновых кислот и белков, которые пока охватывают не более 10—15% всех существующих в природе нуклеотидных и аминокислотных последовательностей. Таким образом, у специалистов по молекулярной биологии сохраняется широкое поле деятельности для будущих исследований. На основе быстро накапливающихся научных данных складывается представление, что материальной основой всего живого являются комплексы или ансамбли уникальных высокоорганизованных нуклеотидных и аминокислотных последовательностей, которые постоянно воспроизводятся, а затем распадаются. Несмотря на чрезвычайное разнообразие форм живых организмов, единой их субстратной основой являются нуклеиновые кислоты и белки. При этом пространственная конфигурация нуклеотидных последовательностей (генома) не отличается большим разнообразием (обычно это известная двойная спираль Уотсона и Крика или структура типа кленового листа тРНК и некоторые другие), и основная функция нуклеиновых кислот заключается в кодировании структуры и запуске биосинтеза белков. В отличие от нуклеиновых кислот аминокислотные последовательности белков проявляют значительно большее разнообразие пространственной организации, они способны принимать практически любые формы, выполнять различные функции и в полной мере определять фенотип живого организма, его внешний вид и характер жизнедеятельности. Таким образом, жизнь действительно является "существованием и воспроизведением нуклеотидных и аминокислотных последовательностей" и прекращается, когда прекращают свое существование и воспроизведение нуклеиновые кислоты и белки, характерные и специфичные для каждого вида живого организма [16].
Ниже представлен неполный перечень открытых к настоящему времени белков, имеющих разнообразную пространственную организацию и выполняющих разные биологические функции:
Ферменты — самая большая группа известных белков
Рецепторы
Ионные каналы
Сократительные белки
Регуляторы экспрессии генов
Факторы трансляции
Гемопротеины
Антитела
Цитокины
Мембранные белки
Ядерные белки
Белки рибосом
Белки крови
Белковые гормоны
Они всесторонне исследованы с помощью методов рекомбинантных ДНК, установлена их первичная, а в ряде случаев третичная структура, изучена структура кодирующих их генов.
Поскольку белки и пептиды выполняют разные функции, то совершенно естественно, что среди них имеется специальная группа белков-регуляторов, выполняющих функцию регуляции обмена веществ и других процессов жизнедеятельности. К этой группе относятся пептидные и белковые гормоны.
Пептидные гормоны
Гипоталамус
Кортиколиберин
Гонадолиберин
Тиролиберин
Соматолиберин
++ Соматостатин
Гипофиз
++ Окситоцин
Вазопрессин
Меланоцитстимулирующий гормон +[*] Кортикотропин
+* Липотропин
+* р-Эндорфин
++* Гормон роста
++* Пролактин
* Лютеинизирующий гормон
Фолликулостимулирующий гормон Тиреотропный гормон
Тимус
Гормоны тимуса
Поджелудочная железа
++ Инсулин
+ Глюкагон
Вазоактивный интестинальный пептид
Глюкагоноподобные пептиды
Гонады
Релаксин
Ингибин
Активин
Антимюллеров гормон
Паращитовидные железы
Паратгормон
Щитовидная железа
+ Кальцитонин
Надпочечники
Энкефалины
Желудочно-кишечный тракт
Гастрин
Секретин
Холецистокинин
Сердце
Натрийуретический гормон
Плацента
Плацентарный лактоген Хорионический гонадотропин
Ростовые факторы
Инсулиноподобные ростовые факторы Эпидермальный ростовой фактор Фактор роста нервов
Фактор роста из тромбоцитов
Фактор роста фибробластов
Представляется неполный перечень известных к настоящему времени пептидных гормонов.
Здесь нет фактора некроза опухолей, фактора роста тимоцитов и др., указана только 1/6 часть гормонов желудочно-кишечного тракта, не полностью приведены гормоны гипоталамуса и т. д. Все гормоны достаточно хорошо изучены, они получены методами рекомбинантных ДНК, многие из них нашли применение в медицинской практике, поэтому нет необходимости на них подробно останавливаться. Может быть, наименее известными из перечисленных гормонов является сравнительная новая группа белковых гормонов гонад (яичников и семенников). Среди них релаксин, по химической структуре сходный с инсулином. Как и инсулин, он состоит из двух цепей А и В, соединенных двумя дисульфидными мостиками [8,20]. Несмотря на сходство химического строения релаксина и инсулина, биологическая функция релаксина совсем другая. Релаксин расслабляет лонное сочленение и играет важную роль при родах, кроме того, он влияет на развитие молочных желез [4]. Как и инсулин, он синтезируется в виде высокомолекулярного белкового предшественника — прорелаксина, в котором цепи А и В соединены друг с другом С-пептидом [6], и активный релаксин образуется в результате протеолитического расщепления белкового предшественника. Однако С-пептид в прорелаксине в отличие от С-пептида проинсулина не только соединяет цепи А и В, но может нести и самостоятельную, пока неизвестную, функциональную нагрузку [2].
В эту группу входят также ингибины, активины и так называемый антимюллеров гормон. Последние 3 соединения составляют особое семейство крупномолекулярных белковых гормонов и проявляют некоторые общие черты химического строения. По химической структуре и биологической активности их относят к группе трансформирующего ростового фактора р (ТРФ-|3). В обычных экспериментах ТРФ-Р подавляет рост нормальных и злокачественных эпителиальных клеток, но стимулирует пролиферацию клеток соединительной ткани. Молекулы ингибинов, активинов и ТРФ-Р состоят из двух субъединиц, соединенных друг с другом дисульфидными мостиками, что отличает эти вещества от гипофизарных гормонов (ЛГ, ФСГ и ТТГ), в которых а- и р- субъединицы соединяются нековалентными связями. Субъединицы активинов и ингибинов синтезируются в виде высокомолекулярных предшественников и занимают в них С-концевое положение. Обнаружено два вида ингибинов, которые различаются только структурой р-субъединиц (РА и рв), но имеют одинаковую а-субъединицу, состоящую из 130 аминокислотных остатков [13]. Ингибины тормозят биосинтез и секрецию гипофизом ФСГ, но не влияют на секрецию ЛГ.
Активины в отличие от ингибинов стимулируют секрецию гипофизом ФСГ, но также не влияют на секрецию Л Г. Активины не являются гетеродимерами, в них нет ос-субъединицы, их молекула состоит из 2 р-субъединиц, связанных дисульфидными мостиками и состоящих каждая из 115 аминокислотных остатков. Обнаружены 2 формы активинов: активин, содержащий 2 одинаковые рА-субъединицы [21], и активин, содержащий 2 разные р-субъединицы — РА- и рв [12]. Гомология аминокислотных последовательностей Ра и рв-субъединиц составляет 70%. Аналогичную структуру имеет ТРФ-Р, который, помимо того, что обладает своей обычной активностью как ростовой фактор, так же, как и активин, способен стимулировать секрецию ФСГ.
Антимюллеров гормон вызывает деградацию (исчезновение) мюллеровых протоков у плодов мужского пола. В плодах женского пола мюллеро- вы протоки трансформируются впоследствии в фаллопиевые трубы, матку и верхнее влагалище. Интересна история открытия и изучения анти- мюллерова гормона. В 1950 г. французский физиолог A. Jost [10] впервые обнаружил, что андрогены (мужские половые стероидные гормоны) не • способны вызывать исчезновение мюллеровых протоков при введении экспериментальным животным, и высказал предположение, впоследствии подтвержденное экспериментально, что текстулы плода должны вырабатывать другой гормон, который способен вызывать подавление развития и регрессию мюллеровых протоков, формирующихся в плодах независимо от пола при отсутствии гонад [И]. Достаточно полно антимюллеров гормон был изучен позднее учениками A. Jost в сотрудничестве с другими исследователями с использованием методов рекомбинантных ДНК [9]. В отличие от других представителей семейства ТРФ-|3, которые выщепляются из высокомолярных неактивных белковых предшественников с освобождением биологически активных полипептидов, синтезирующийся антимюллеров гормон не содержит в своей пептидной цепи дуплетов основных аминокислот: лизина и аргинина, по которым обычно происходит расщепление белковых предшественников гормонов, и цельная молекула антимюллерова гормона проявляет высокую биологическую активность. Биологическая функция антимюллерова гормона не ограничивается только его действием на мюллеровы протоки, так как его секреция начинается раньше и продолжается длительное время после завершения регрессии мюллеровых протоков. Кроме того, он секретируется не только семенниками, но и яичниками, а также обнаруживает ряд других влияний на репродуктивные процессы [9].
Пептидные гормоны выполняют различные функции и занимают ключевые позиции в эндокринной регуляции. Они вырабатываются такими эндокринными железами, как гипоталамус и гипофиз, которые иногда называют эндокринным мозгом, поскольку они с помощью пептидных гормонов контролируют деятельность периферических эндокринных органов, секретирующих в кровь непептидные, стероидные и тиреоидные гормоны. Важная роль пептидных гормонов, возможно, связана с тем, что они относятся к информационным биополимерам и лучше других химических соединений в организме приспособлены к переносу информации и сигналов, которые лежат в основе всех процессов регуляции и управления. История исследования информационных биополимеров, начавшаяся сравнительно недавно, естественным образом распадается на две эпохи. Перваяч эпоха — изучение первичной структуры (аминокислотной последовательности) белков — началась с установления химической структуры инсулина в 1953 г. в классических работах F. Sanger [17,18] и закончилась в середине 70-х годов, когда были разработаны методы определения нуклеотидных последовательностей [14,15,19], что ознаменовало начало новой эры — эры исследования генов, продолжающейся до настоящего времени.
Следует заметить, что отечественная наука не проявила большого интереса к изучению первичной структуры белковых гормонов, хотя в ряде учреждений были исследованы аминокислотные последовательности большого количества других белков. На схеме звездочками помечена только часть пептидных гормонов, первичная структура отдельных представителей которых была изучена в Эндокринологическом научном центре РАМН [16]. Другие научные учреждения страны практически проигнорировали бурный период изучения пептидных гормонов на уровне аминокислотных последовательностей. Несколько большее внимание отечественная наука оказала изучению пептидных гормонов методами рекомбинантных ДНК. На схеме одним крестиком помечены гормоны, которых отечественная генно-инженерная биотехнология коснулась только частично, один раз и мимоходом, двумя крестиками — разработки, которые закончились созданием генно-инженерных продуцентов, приемлемых для налаживания биотехнологического производства. Как видно, их совсем немного и, следовательно, имеется довольно широкое и свободное поле деятельности для отечественных специалистов в изучении пептидных гормонов. Чем же было вызвано такое невнимание нашей науки к пептидным гормонам? Мы пришли к выводу, что оно обусловлено чрезвычайно высокой и жестокой конкуренцией исследователей в этой области в мире. Белковые гормоны, пожалуй, самая популярная, самая быстро развивающаяся область современной молекулярной биологии. В ней все свободные ниши заполняются очень быстро. От скорости исследований в современной молекулярной эндокринологии просто захватывает дух, и для наших ученых в этой сфере практически не остается места. Спокойнее работать в других областях. Большое внимание к пептидным гормонам, возможно, связано с их довольно широким использованием в качестве лекарственных средств.
Если, как уже отмечалось, "жизнь есть существование и воспроизведение нуклеотидных и аминокислотных последовательностей" [16], то совершенно естественно, что нарушение экспрессии некоторых генов и как следствие прекращение биосинтеза соответствующих пептидных гормонов должны приводить к патологии. Классическим примером такой патологии является инсулинзависимый сахарный диабет. У больных диабетом действительно прекращается экспрессия гена инсулина и возникают все связанные с этим нарушения обмена веществ. Кроме того, нарушение экспрессии генов белковых гормонов приводит к расстройству репродуктивной функции, возникновению патологических процессов в нервной, сердечно-сосудистой, пищеварительной и других системах. Поэтому пептидные гормоны находят все большее применение в медицине в форме заместительной терапии, а в будущем их использование в качестве лечебных средств будет постоянно расширяться. В связи с этим совершенно естественно, что наряду с большим количеством других белков гормоны стали одним из главных объектов исследования специалистов в области биотехнологии.
Рис. I. Схема рекомбинантной плазмиды, обеспечивающей синтез соматостатина в E.coli.
Pcat ~ промотор гена cat; cat — ген хлорамфениколацетилтрансферазы; sst — ген соматостатина; Ыа — ген устойчивости к ампициллину; и — терминатор транскрипции фага fd; ori — участок начала репликации плазмиды; Pstl, Seal, BamHI, Xbal, EcoRl, Ncol, PvuII, Hindi 11 — сайты рестриктаз.
Как известно, первым пептидом, открывшим новую эру рекомбинантной ДНК-биотехнологии, стал пептидный гормон соматостатин, полученный генно-инженерным способом в классической работе К. Itakura и соавт. в 1977 г. [7]. Эту дату принято считать началом рекомбинантной биотехнологии. Соматостатин был одним из первых объектов исследования и в Эндокринологическом научном центре РАМН, где в 1993 г., примерно через 15 лет после работы К. Itakura и соавт. [7], в сотрудничестве со специалистами Института сельскохозяйственной биотехнологии РАСХН был создан генно-инженерный продуцент соматостатина [1]. Как известно, соматостатин является тетрадекапептидом и продуцируется в основном гипоталамусом и D-клетками поджелудочной железы и желудочно-кишечного тракта. Он впервые был выделен из гипоталамуса овец в 1973 г., и его химическая структура установлена группой исследователей во главе с R. Guilleman [5]. За эти работы и за исследование тиролибери- на R. Guilleman была присуждена Нобелевская премия. Соматостатин оказывает сильное ингибирующее действие на секрецию ряда гормонов, в том числе гормона роста, тиреотропина, глюкагона, а также на экзокринную функцию поджелудочной железы и желудка. Полифункциональность соматостатина создает хорошую основу для использования его при лечении различных эндокринных заболеваний, связанных с повышенной секрецией гормонов (акромегалия и др.), а также ряда болезней желудочно-кишечного тракта. Он широко применяется, в частности, при операциях на желудочно-кишечном тракте. Под названием "стиламин" соматостатин производится рядом фирм и используется в медицинской практике.
В наших работах генно-инженерный продуцент соматостатина создавался следующим образом: синтезированный химическим путем ген соматостатина клонировали в единой рамке считывания с геном хлорамфениколацетилтрансферазы (cat), так что части слитного белка были соединены через остаток метионина (рис. 1). Гибридный ген cat-соматостатин экспрессировался под контролем собственного промотора гена cat или промотора триптофанового оперона. Гибридный белок накапливался в виде телец включения в количестве 20—30% общего белка клетки. После расщепления гибридного белка бромцианом соматостатин выделяли с использованием гельфильтрации и обращенно-фазовой ВЭЖХ. Очищенный и ренатурированный соматостатин обладал специфической биологической и иммунологической активностью, свойственной природному соматостатину, и по всем исследованным параметрам соответствовал природному гормону [ 1 ].
В настоящее время перед учеными Эндокринологического научного центра РАМН стоит задача создать такой модифицированный генно-инженерный продуцент, который бы позволял выделять соматостатин из гибридного белка без использования ядовитых реактивов типа бромциана, и таким образом сделать всю процедуру получения рекомбинантного соматостатина более безопасной и технологичной.
Наряду с исследованием соматостатина специалисты Эндокринологического научного центра РАМН, конечно, не могли оставить без внимания такой интересный гормон, как инсулин. На основе созданной в центре клонотеки кДНК из инсулиномы человека была получена генно-инженерная конструкция, синтезирующая препроинсу- лин человека в составе гибридного белка в Е. сой (рис. 2). Была установлена нуклеотидная последовательность кДНК и соответствующая ей аминокислотная последовательность препроинсулина [3]. Обнаруженные отдельные отклонения от структуры кДНК, опубликованной другими авторами, не оказывали влияния на аминокислотную последовательность препроинсулина человека. Полученный материал, так же как и материал многих других исследователей, может быть использован как основа для создания генно-инженерного продуцента и налаживания промышленного производства рекомбинантного инсулина человека. Наша конструкция в настоящий момент, возможно, не отличается большим совершенством и требует дальнейшей доработки (в стране, несомненно, имеются более совершенные конструкции), но преимущество ее заключается в том, что на ее получение израсходовано примерно в 100 раз меньше финансовых средств, чем на аналогичные исследования других авторов.
Рис. 2. Схема рекомбинантной плазмиды, обеспечивающей синтез проинсулина человека в Е. coli.
Amp' — ген устойчивости к ампициллину; с/857 — температурно-чувствительный репрессор; Рг — промотор бактериофага X; lac Z — ген [3-галактозидазы; Т — окончание транскрипции; 5 — окончание трансляции; Pstl, Sall, BamHI, Sinai — сайты рестриктаз.
Как известно, попытки создать генно-инженерный продуцент инсулина предпринимались многими коллективами в СССР и СНГ и достигнуты определенные успехи в этом направлении. Инсулин и гормон роста — наиболее привлекательные объекты для специалистов по рекомбинантной биотехнологии. Ряд фирм производят генно-инженерные инсулин и гормон роста, которые нашли широкое применение в медицинской практике. В нашей стране было несколько программ по налаживанию промышленного производства рекомбинантных гормона роста и инсулина человека. Были изготовлены опытные партии этих препаратов, они прошли доклинические и клинические испытания и зарегистрированы в качестве лечебных средств, но производство их в России так и не налажено. Причиной задержки являются часто непреодолимые трудности как объективного, так и субъективного характера. Отчасти это может быть обусловлено тем, что первоначальные научные разработки, положенные в основу налаживания, например, производства инсулина, далеко не всегда оказывались достаточно технологичными и их использование в промышленности всегда оставалось проблематичным. Ситуация усугублялась также отсутствием в России современной производственной базы, где можно было бы наладить выпуск рекомбинантного инсулина.
Другой момент, который часто оказывался решающим, — это позиция наших ведущих клиницистов, принимающих в итоге решение о том, какой инсулин лучше использовать в медицинской практике. Они, как правило, отдают предпочтение импортным препаратам, которые достаточно хорошо себя зарекомендовали во всем мире, но на закупку которых государство прямо или косвенно вынуждено затрачивать ежегодно примерно 125 млн. долларов. Простые расчеты показывают, что на деньги налогоплательщиков, которые расходуются на приобретение инсулина в течение 4 лет, можно было бы построить собственный завод по производству современных препаратов инсулина, который через 5 лет после ввода в строй в условиях рыночной экономики мог бы приносить прибыль. Вопрос о строительстве завода многократно ставился, но никогда не решался положительно. Создается впечатление, что нет особой заинтересованности в том, чтобы такой завод существовал. Многолетние наблюдения за историей развития производства инсулина в стране создают впечатление, что все наши многочисленные государственные программы по проведению научных исследований и разработке технологии получения инсулина преследовали только одну цель — израсходовать как можно больше финансовых средств, с тем чтобы они не принесли какого-либо практического результата, поскольку в противном случае поток финансирования на разработку инсулина мог бы иссякнуть.
Удивительно, что когда средства, вложенные в производство инсулина, не дали никакого результата, среди ведомств, выделивших эти средства, и ведомств, их израсходовавших, сохранилось полное спокойствие и удовлетворенность достигнутыми результатами. Вообще у нас создается очень интересная традиция оценивать эффективность и продуктивность научно-исследовательской деятельности не по качеству научной продукции, а по количеству израсходованных на нее финансовых средств. Чем больше институт потратил денег на научные исследования, чем больше он закупил оборудования и реактивов, тем лучше он работает. Это, вероятно, следствие существовавшего длительное время в нашей стране затратного типа экономики. Научные результаты, полученные при минимуме финансовых затрат, часто вообще не принимались во внимание и не рассматривались. Неизвестно, будет ли Россия когда- нибудь иметь собственный инсулин, решение этой проблемы по-прежнему остается призрачным, но жизнь уже ставит перед учеными новые задачи.
Следует помнить, что высокоочищенные препараты инсулина — не лучшее и далеко не самое эффективное средство лечения сахарного диабета, хотя они могут длительное время поддерживать жизнь больного. Как уже отмечалось, инсулинзависимый диабет возникает потому, что у больного в связи с поражением £-клеток перестает экспрессироваться ген, кодирующий и регулирующий биосинтез и секрецию пептидного гормона инсулина. Поэтому эффективной альтернативой терапии сахарного диабета путем ежедневных инъекций экзогенного инсулина могли бы стать создание искусственной генно-инженерной конструкции, которая бы полностью воспроизводила функционирование природного гена инсулина и обеспечивала бы поступление инсулина в организм в соответствии с физиологическими потребностями, и имплантация такой конструкции в поджелудочную железу или другие части тела человека. Только таким путем больного сахарным диабетом теоретически можно было бы действительно вылечить и превратить в здорового. Однако решение этой проблемы представляет значительные трудности из-за ограниченности и недостаточности наших знаний о механизмах функционирования и регуляции экспрессии природного гена инсулина, а также из-за трудностей создания генно-инженерной конструкции, которую организм человека воспринимал бы как "свою" и не отторгал как все чужеродное и опасное.
Сейчас много говорят о генотерапии, о ее возможностях для лечения больных, но нельзя исключить и другой принцип, другой подход к решению проблемы. Этот подход может ориентироваться на то, что все клетки человека в своем ядре уже содержат ген инсулина который в них не экспрессируется и "молчит". Если бы ученые знали, как "молчащие" природные гены заставить правильно функционировать и экспрессироваться в недифференцированных клетках, то мы существенно приблизились бы к решению поставленной задачи. Если бы мы узнали, по каким механизмам происходит дифференцирование клеток, под влиянием каких регуляторных факторов эмбриональная клетка трансформируется Р-клетку поджелудочной железы, каким образом "молчащий" во всех клетках ген инсулина начинает функционировать и экспрессироваться только в Р-клетках и последние начинают секретировать инсулин в кровь, то это было бы большим прогрессом и крупным достижением на пути решения проблемы сахарного диабета.
Все эти сложные научные задачи вполне правомочно ставить и выдвигать в качестве предмета исследования в настоящее время, хотя свое решение они скорее всего найдут только в третьем тысячелетии. Однако разрабатывать и подвергать экспертной оценке научные проекты, нацеленные на разработку подходов к генотерапии диабета, следует уже сейчас. Будет очень жаль, если мы останемся в стороне от решения проблем генотерапии диабета из-за дефицита денежных средств и невнимания к этой проблеме министерских чиновников или израсходуем выделенные на нее средства с такой же эффективностью, как они были израсходованы на производство генно- инженерного инсулина. Разработка эффективной генотерапии сахарного диабета несравненно и многократно более сложная задача, чем получение рекомбинантного инсулина, и потребует для своего решения большего внимания. Хочется выразить надежду, что ответственные за это люди будут способны проявить необходимые для этого мудрость и дальновидность.
Беда нашей науки часто заключается в том, что мы бываем вынуждены экстренно включаться в разработку актуальной научной проблемы только тогда, когда она уже достаточно хорошо разработана в мире и ее актуальность стала очевидной для всех, и очень редко бываем инициаторами начала разработок новых, актуальных и перспективных научных направлений, одним из которых в настоящее время могла бы стать геноте- рапия сахарного диабета.
[*] — пептидные гормоны, аминокислотная последовательность отдельных представителей которых была изучена в России; + и ++ — соответственно гормоны, изучавшиеся и полученные в России с использованием рекомбинантной биотехнологии.
Список литературы
1. Карпова С. К., Сазина Е. Т, Карасев В. С. и др. // Биоорган. химия. —1993. — Т. 19, № 6. — С. 612—622.
2. Поздняков В. И., Панков Ю. А. // Биохимия. — 1985. — Т. 50, № 1. - С. 32-45.
3. Чехранова М. К., Шувалова Е. Р., Кутин А. М. и др. // Молекул. биол. — 1992. — Т. 26, № 3. — С. 596—600.
4. Bradshow R. A., Niall Н. // Trends Biochem. Sci. — 1978. — Vol. 3, N 12. - P. 274-278.
5. Brazeau P., Vale W., Burgus R. et al. // Science. — 1973. — Vol. 179, N 4068. - P. П—19.
6. Hudson P., Haley J., John M. et al. // Nature. — 1983. — Vol. 301, N 5901. - P. 628-631.
7. Itakura K.. Hirose T., Crea R. et al. // Science. — 1977. — Vol. 198, N 4321. - P. 1056-1063.
8. James R., Niall H., Kwok S., Bryant-Greenwood G. // Nature. - 1977. - Vol. 267, N 5611. - P. 544-546.
9. Josso N., Cate R. L., Picard J. Y. et al. // Rec. Progr. Horm. Res. - 1993. - Vol. 48. - P. 1-59.
10. Jost A. I I Gynecol. Obstetr. — 1950. — Vol. 49. — P. 44- 60.
11. Jost A. // Rec. Progr. Horm. Res. — 1953. — Vol. 8. — P. 379-418.
12. Ling N., Ying S. V., Heno N. et al. // Nature. — 1986. — Vol. 321. - P. 779-782.
13. Manson A. J., Hayflick J. S., Ling N. et al. // Ibid. — 1985. — Vol. 318. - P. 659-663.
14. Maxam A. M., Gilbert W. // Proc. natl. Acad. Sci. USA. — 1977. - Vol. 74. P. 560.
15. Maxam A. M., Gilbert IV. // Meth. Enzymol. — 1980. — Vol. 65. - P. 499-560.
16. Pankov Yu. A. // Sov. Med. Rev. B. Physicochem. Aspect Med. - 1991. - Vol. 2. - P. 109-145.
17. Sanger E, Tuppy H. // Biochem. J. — 1951. — Vol. 49. — P. 463.
18. Sanger F., Thompson E. О. P. // Biochem. J. — 1953. — Vol. 53. - P. 366.
19. Sanger F., Nicklen S., Coulson A. R. // Prog. natl. Acad. Sci. USA. - 1977. - Vol. 74. - P. 5463-5467.
20. Schwabe C., McDonald J. K. // Science. — 1977. — Vol. 197, N 4306. - P. 914-915.
21. Vale Ж, River J., Ying S. Y. et al. // Nature. - 1986. - Vol. 321. - P. 776-778.
Рецензия
Для цитирования:
Панков Ю.А. Пептидные гормоны и современные проблемы биотехнологии. Проблемы Эндокринологии. 1996;42(2):3-8. https://doi.org/10.14341/probl12010
For citation:
Pankov Yu.A. Peptide hormones and current problems of biotechnology. Problems of Endocrinology. 1996;42(2):3-8. (In Russ.) https://doi.org/10.14341/probl12010

Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License (CC BY-NC-ND 4.0).