Код гипертрофии - страница 2

Это неизбежно рождает главный вопрос: если не все это, то что?

Какой именно сигнал заставляет мышечную клетку запустить сложнейший процесс синтеза нового белка? Как простое физическое действие – подъем веса – превращается в точную биохимическую команду «Строить!»?

Ответ на этот вопрос лежит в основе всей современной науки о гипертрофии. И чтобы найти его, нам предстоит отправиться в небольшое научное путешествие, которое начнется на одном из самых изолированных островов в мире. В следующей главе мы познакомимся с главным героем нашей книги – молекулярным «переключателем» роста.

Глава 2. Открытие, изменившее всё: детективная история Рапамицина и mTOR

Чтобы понять, как наши мышцы растут, мы должны на время покинуть тренажерный зал и отправиться в мысленное путешествие. Наш пункт назначения – одно из самых уединенных мест на планете: остров Пасхи, или Рапа-Нуи, затерянный в Тихом океане в тысячах километров от ближайшего континента. Это место, известное своими загадочными каменными истуканами моаи, безмолвными стражами древней цивилизации, хранит ключ к одной из величайших загадок современной биологии.

В 1964 году канадская научная экспедиция прибыла на Рапа-Нуи. Их целью была не археология. Ученые искали новые, неизвестные микроорганизмы. В те годы фармацевтические компании активно исследовали почву в самых экзотических уголках планеты в надежде найти бактерии, производящие уникальные вещества – потенциальные новые антибиотики и лекарства. Один из образцов почвы, собранный у подножия вулканического кратера, оказался особенным.

В лаборатории из этого образца выделили бактерию вида Streptomyces hygroscopicus. В ходе дальнейших исследований ученые обнаружили, что эта бактерия производит удивительное химическое соединение. Оно обладало мощнейшим противогрибковым действием, подавляя рост многих патогенных грибков. В честь места своего происхождения, Рапа-Нуи, новое вещество получило название рапамицин.

Казалось, это был большой успех – потенциально новое противогрибковое средство. Но вскоре история приняла неожиданный оборот. При более глубоком изучении выяснился другой, гораздо более сильный эффект рапамицина: он оказался мощнейшим иммуносупрессантом. Он мог полностью останавливать размножение иммунных клеток (Т-лимфоцитов).

Это открытие перевернуло все. Способность подавлять иммунную систему сделала рапамицин бесценным в трансплантологии – он предотвращал отторжение донорских органов. Но для биологов возникла фундаментальная загадка, настоящий научный детектив. Как одно-единственное вещество может так эффективно выключать один из самых сложных процессов в организме – рост и деление клеток? Рапамицин был словно ключ, но где находился замок, к которому он подходил?

Начался глобальный поиск. Ученые по всему миру пытались найти ту самую молекулу внутри клетки, на которую действовал рапамицин. Это была кропотливая работа, похожая на поиск одной конкретной песчинки в грузовике с песком. И в начале 1990-х годов, почти тридцатью годами позже экспедиции на остров Пасхи, прорыв был совершен. Сразу несколько независимых научных групп обнаружили этот неуловимый «замок».

Им оказался крупный белок, который выполнял в клетке роль дирижера или главного менеджера. Этот белок оказался киназой – особым типом фермента, который активирует другие белки, присоединяя к ним фосфатную группу. Это как если бы директор ставил на документе печать «К исполнению!». Таким образом, этот белок управлял целыми каскадами клеточных процессов. И когда рапамицин связывался с ним, вся его дирижерская деятельность прекращалась. Клетка получала безапелляционный приказ: «Стоп! Прекратить рост, остановить деление, перейти в режим экономии».