В 1999-2001 годах несколькими группами исследователей определена с разрешением от 5,5 до 2,4 ангстрем структура бактериальной рибосомы.
2006 год Нобелевская премия по химии 2006 года вручена за изучение механизма транскрипции — синтеза матричной РНК на молекуле ДНК. И получил ее Роджер Корнберг, сын еще одного нобелевского лауреата Артура Корнберга. В заявлении Нобелевского комитета говорится: «Для того, чтобы наше тело могло использовать генетическую информацию, она информация должна быть скопирована и передана в другие части клеток, где она используется как инструкция для производства белков, которые фактически и участвуют в строении организма и определении его функций. Процесс копирования называется транскрипцией. И Роджер Корнберг был первым, обрисовавшим фактическую картину того, как транскрипция работает на молекулярном уровне у эукариот». Любопытно, что отец нынешнего лауреата Артур Корнберг получил Нобелевскую премию 1959 года за открытие механизмов биологического синтеза РНК и ДНК. Оба представителя научной династии работают в Стэнфордском университете.
2006 год Эндрю Файр и Крейг Мелло Нобелевская премия за открытие РНК-интерференции
В начале 90-х годов прошлого столетия биологи проводили эксперимент: они встраивали в ДНК петунии дополнительный ген красного пигмента, чтобы лепестки приобрели более интенсивный цвет. Вопреки ожиданиям трансгенные цветки не только не порадовали исследователей яркой окраской, но потеряли цвет совсем, став белыми. Эксперимент впервые продемонстрировал научному миру явление, которому уже через несколько лет было суждено совершить революцию в экспериментальной науке о геноме. Феномену, впоследствии названному РНК-интерференцией, нашли объяснение американские ученые Эндрю Фаер и Крэйг Мелло, получившие за свое открытие Нобелевскую премию по физиологии и медицине. Раскрыть секрет появления на свет петунии-альбиноса помогли черви-нематоды. Десять лет назад молекулярные биологи Эндрю Фаер и Крейг Мелло изучали, как функционирует ген мышечного белка. Для этого они вводили в организм нематоды информационную РНК, которая служит матрицей для синтеза мышечного белка внутри клетки. Предполагалось, что инъекция РНК вызовет повышение продукции мышечного белка. Тем не менее никакого изменения двигательной активности у нематоды исследователи не обнаружили. Когда же ученые попробовали ввести одновременно РНК и анти-РНК, червяк неожиданно начал биться в судорогах. Подобные телодвижения у нематод наблюдаются при выключении гена мышечного белка, то есть когда мышечный белок не синтезируется в клетках совсем.
|
|
Научного объяснения наблюдаемому феномену не было. Известно, что РНК и анти-РНК "нейтрализуют" друг друга, образуют прочную двухцепочечную молекулу. Казалось бы, мышечная активность червя не должна была измениться. Однако после серии красивых экспериментов Фаер и Мелло пришли к выводу, что молекулы двухцепочечной РНК способны "выводить из строя" соответствующую РНК, по которой синтезируется белковая молекула. Нет РНК - не образуется и белок. Причем инъекция даже ничтожного количества двухцепочечной РНК способна полностью прервать процесс синтеза белка в клетке. Так был открыт феномен РНК-интерференции, который теперь принято обозначать аббревиатурой "РНКи".
|
|
2007 г. Нобелевскую премию по физиологии и медицине в этом году получат Марио Капекки, Оливер Смитис и сэр Мартин Эванс за «открытие принципов введения специфических генных модификаций в организм мышей посредством эмбриональных стволовых клеток», то есть за изобретение метода нокаута генов.
Нокаут генов (gene knock-out) — генноинженерный метод получения экспериментальных животных (мышей), в геноме которых отсутствует определенный ген. Основная цель генетического нокаута — выяснение физиологической и патофизиологической роли генов иммунной системы. Метод нокаута генов предусматирвает несколько этапов: 1) изготовление дефектной генетической конструкции; 2) трансфекция эмбриональной стволовой клетки (введение генетической конструкции в эмбриональные клетки с целью рекомбинации искусственного гена с одноименным нормальным геном животного); 3) имплантация in vitro генетически измененных (т.е. с дефектным геном) эмбриональных стволовых клеток в бластулу эмбриона; 4) имплантация трансгенной бластулы в матку стимулированной к беременности самки; 5) получение потомства мышей; 6) скрининг потомства на наличие мышей с нокаутом данного гена; 7) клонирование (разведение) данных мышей имбредным скрещиванием. Получены линии мышей с нокаутом генов цитокинов, ТКР и др.
Метод нокаута генов позволяет получать линии нокаутных мышей (knock-out mice, knockout mice) — мутантных мышей, у которых выключены определенные гены. Этот метод позволяет исследовать роль каждого конкретного гена в развитии организма и в его нормальной и патологической работе и изучать различные человеческие болезни, используя мышей в качестве модельных объектов. Выключенный ген приводит к тем или иным нарушениям. Характер этих нарушений позволяет судить о функциях данного гена. С тех пор как эта методика была разработана, ее применение позволило создать тысячи различных линий нокаутных мышей, из которых несколько сотен служат модельными объектами для изучения человеческих болезней, в частности заболеваний сердечно-сосудистой и нервной систем и злокачественных опухолей.
|
|
2008 год Осаму Симомура, Мартин Чалфи и Роджер Тсиен награждены за открытие и исследование так называемого зеленого флуоресцентного белка. При определенном освещении этот белок приобретает зеленую светящуюся окраску.
Впервые это вещество было найдено в тканях медузы. Сейчас оно широко используется в биохимии и молекулярной биологии - для наблюдения за процессами, происходящими в клетках, в том числе за развитием раковых клеток.
Нобелевская премия по физиологии и медицине 2009 года присуждена Элизабет Блэкберн, Кэрол Грейдер и Джеку Шостаку «за открытие того, как теломеры и фермент теломераза защищают хромосомы». Механизм защиты хромосом от укорачивания при каждом делении был впервые предсказан в 1971 году Алексеем Матвеевичем Оловниковым; впоследствии его теоретические построения были подтверждены на практике экспериментаторами, которые и удостоились этой Нобелевской премии. Теломеры играют определенную роль в возрастных изменениях клеток и всего организма и в развитии злокачественных заболеваний. Дальнейшие исследования их динамики и принципов работы удлиняющего их фермента теломеразы могут помочь найти новые пути борьбы со старением и раком.
Нобелевская премия 2009 года по химии присуждена ученым из Великоборитании, США и Израиля за исследования структуры и функции рибосомы, считывающей информацию с ДНК и синтезирующей белки. Премию разделят между собой трое ученых - Векатраман Рамакришнан из Кембриджа, Томас Стайц из Йельского университета (США) и Ада Йонат из Института Вейцмана (Израиль).
"Нобелевская премия по химии 2009 года присуждена за исследования, которые являются важными для основных процессов жизнедеятельности. Рибосома считывает информацию, записанную в ДНК. Рибосома производит белки, которые, в свою очередь, контролируют химические процессы во всех живых организмах. Так как рибосома имеет решающее значение для жизни, они также являются мишенью для новых антибиотиков", - говорится сообщении для прессы, распространенном Королевской академией.
В 2012 году Нобелевская неделя открылась объявлением лауреатов премии по медицине или физиологии. На этот раз награду разделили Синъя Яманака/Shinya Yamanaka (Япония) и Джон Гёрдон/John Gurdon (Великобритания). Нобелевское собрание отметило их выдающиеся исследования в области индуцированных плюрипотентных стволовых клеток (клетки iPS). Революционные открытия этих двух ученых "полностью изменили наш взгляд на развитие и специализацию клеток", говорится в заявлении Нобелевского собрания Каролинского института. Ученым удалось доказать, что зрелые, имеющие специализацию клетки могут быть "перепрограммированы в плюрипатентные", т.е. незрелые и способные прижиться в любой ткани организма.