Международный неврологический журнал 6(16) 2007

Краткая биография

Альфред Бернхард Нобель (1833–1896) родился 12 октября 1833 года в Стокгольме. Он происходил из древнего скандинавского рода. В качестве курьеза отметим, что в Энциклопедическом словаре Брокгауза и Ефрона местом рождения Нобеля ошибочно названа Россия. В 1837 году отец Альфреда Нобеля, Иммануэль Нобель (1801–1872), отправился сначала в Финляндию, отошедшую незадолго до того от Швеции к России, а затем в Петербург. Он добился внимания властей и получил крупное вознаграждение за изобретение подводной мины, а также заказ на поставку мин армии и флоту. В 1842 году Иммануэль Нобель оборудовал в Петербурге механические мастерские, сравнительно скоро разросшиеся до крупного машиностроительного завода. Иммануэль перевез из Швеции семью, поселившуюся в собственном доме на Выборгской стороне. Альфреду тогда было девять лет.

Альфред Нобель сделал множество открытий в разных областях техники, на его имя выдано 355 патентов. Самое известное его изобретение — динамит, первые образцы которого были получены им в конце 1864 года. К концу жизни он был одним из самых богатых людей Европы. В 1895 году он пишет свое последнее завещание, в котором все свое имущество передает на учреждение премии, получившей его имя. В этом документе он подробно описывает пять будущих Нобелевских премий.

На основании завещания шведское правительство, распорядившись имуществом Нобеля и учредив премию его имени, разработало устав Нобелевского комитета, который был одобрен собранием Комитета и подписан королем Оскаром II 29 июня 1900 года.

В 1897 году после продажи имущества Нобеля сумма вырученных денег составила более 33 миллионов шведских крон, или 9 миллионов долларов по курсу того времени. После выплаты компенсации наследникам в Нобелевский комитет перешел 31 миллион крон. Из этого основного фонда было выделено 28 миллионов крон, проценты от которых идут на выплату премий. Одна десятая часть доходов ежегодно отчисляется на увеличение основного фонда. Остаток делится на пять частей и предоставляется в распоряжение учреждений, присуждающих премии.

Чтобы оценить размер Нобелевской премии, отметим, что она в начале XX века в пять раз превосходила бюджет знаменитой Кавендишской лаборатории в Кембридже. Первое присуждение Нобелевской премии состоялось в 1901 году. В области физики ее получил Конрад Рентген за открытие лучей, которые носят его имя.

В настоящее время эти премии являются самыми почетными и авторитетными международными наградами. Они оказали большое влияние на развитие науки и литературы в мире. В знак признания заслуг Альфреда Нобеля перед мировым сообществом 102-й элемент таблицы Менделеева назван его именем (нобелий).

В 1968 году Шведский национальный банк в связи с 300-летием своего существования принял решение об учреждении премии Альфреда Нобеля в области экономических наук. Присуждение этой премии возложено на Шведскую академию наук на условиях, предусмотренных в уставе Нобелевского фонда.

Церемония вручения Нобелевских премий

Сообщение о новых лауреатах публикуется обычно 21 октября — в день рождения Альфреда Нобеля. Официальная церемония вручения премий проходит 10 декабря, в день, когда умер шведский исследователь.

События, связанные с вручением премий, длятся более недели. Для Швеции это большой праздник. 10 декабря отмечается День Нобеля и поднимается национальный флаг. Сразу после прибытия в Стокгольм лауреаты дают интервью журналистам. Они встречаются с руководителями страны и дипломатическими представителями. Рано утром 10 декабря все лауреаты собираются в концертном зале Стокгольмской филармонии. Проводится репетиция церемонии вручения премий, которая довольно торжественна и выдержана в стиле старых времен. Лауреаты одеты строго официально, как это предписано протоколом. Большинство из них арендует фраки в Стокгольме, однако некоторые научные центры, откуда уже вышло немало нобелевских лауреатов, имеют «на всякий случай» собственную экипировку.

Вечером 10 декабря в огромном зале, вмещающем 1700 человек, происходит церемония награждения. В самом начале видный ученый от имени Нобелевского фонда, Шведской академии наук или Каролинского института в краткой речи на шведском языке представляет соответствующего лауреата. В конце выступления он переходит на английский язык, приглашая лауреата получить премию из рук Его Королевского Величества. Это служит лауреату сигналом встать со своего кресла и идти в центр, где на подмостках сцены написана большая буква N. Король, сидящий в правой части сцены, поднимается с кресла, берет у церемониймейстера почетную грамоту и золотую медаль и направляется к лауреату. Следуют вручение отличий, рукопожатия, пожелания благополучия, звучат фанфары. Это повторяется с каждым из награжденных. Затем они покидают зал и направляются в городскую ратушу Стокгольма. В ее залах дается торжественный банкет по случаю вручения премий. Лауреаты произносят короткие речи; провозглашаются многочисленные тосты за их будущие успехи. Есть также и один сопровождаемый молчанием тост — в память о человеке, учредившем премии.

На следующий день лауреаты получают премию в Нобелевском фонде. Сумма премии, предусмотренная завещанием, может быть разделена пополам между двумя лауреатами. Одна из половин может быть разделена еще на две части. Таким образом, в определенной области могут быть награждены максимум три человека. По этой причине в разные годы суммы премий бывают различными, но вообще они составляют около 1 миллиона 300 тысяч долларов. Администрация Нобелевского фонда хорошо поработала, чтобы увеличить основной капитал, на который начисляются проценты. Но инфляция «поработала» еще лучше. И сегодня эта вроде бы внушительная сумма по покупательной способности соответствует лишь части денежной премии 1901 года.

Открытие РНК-интерференции

Лауреатами Нобелевской премии по физиологии и медицине 2006 года стали два американских ученых — Эндрю Файер (Andrew Z. Fire) из Стэнфордского университета и Крейг Мелло (Craig C. Mello) из медицинской школы Массачусетского университета. Премия присуждена за открытие РНК-интерференции — эффекта гашения активности определенных генов

Эндрю Файеру 47 лет, он работает в Массачусетском технологическом институте и медицинской школе Стэнфордского университета, а 46-летний Крейг Мелло — в Гарвардском университете и медицинской школе Массачусетского университета.

Премию по физиологии вручают уже 106 лет с перерывами на 1915–18, 1921, 1925 и 1940–1942 годы. Среди ее лауреатов такие ученые, как Роберт Кох (1905), получивший ее за работы по туберкулезу, Александр Флеминг (1945) — за открытие пенициллина, Ханс Кребс (1953) — за открытие цикла лимонной кислоты, названного его именем. До 2006 года премию успели получить 184 человека, в числе которых — 7 женщин.

Эндрю Файер и Крейг Мелло находятся в расцвете творческих сил, им немногим более 40 лет, и они поражены, что признание пришло так скоро после первой публикации. Это очень редкий случай в истории деятельности Нобелевского комитета. Обычно премии присуждаются много лет спустя, иногда через десятилетия.

А вот доктору Пейтену Раусу, открывшему первую вирусную саркому в 1911 году, пришлось ждать награды более 50 лет. Он удостоился премии в 1966 году в 87 лет за открытие онкогенных вирусов. Как горько шутят ученые: долгая жизнь сейчас становится важным фактором в получении Нобелевской премии за выдающееся открытие, ведь ее не присуждают посмертно (один раз было сделано исключение при присуждении Нобелевской премии мира). Самым молодым лауреатом (32 года) стал в 1923 году канадец Фредерик Бантинг, удостоенный премии за открытие инсулина.

Нобелевская премия в области медицины присуждалась и российским ученым: в 1904 г. Ивану Петровичу Павлову и в 1908 г. Илье Ильичу Мечникову.

В 2005 году Нобелевскую премию по физиологии и медицине получили австралийцы Барри Маршалл и Робин Уоррен. В 1980-х годах они установили, что слизистая оболочка желудка обычно разрушается под действием определенных спиралевидных бактерий, впервые ими выделенных и описанных. За это открытие они совместно удостоены более чем десяти научных и медицинских премий. «Нобелевку» им вручили с формулировкой «за открытие бактерии Helicobacter pylori и ее роли в развитии гастрита и язвы желудка».

А самым первым лауреатом премии по физиологии и медицине в 1901 году стал немец Эмиль Адольф фон Беринг из Марбургского университета — «за работу по сывороточной терапии, главным образом за ее применение при лечении дифтерии, что открыло новые пути в медицинской науке и дало в руки врачей победоносное оружие против болезни и смерти», напоминает издание.

Файер и Мелло получили 10 млн крон (или $1,4 млн), а также диплом, золотую медаль, рукопожатия членов королевской семьи и банкет 10 декабря — в день смерти Альфреда Нобеля в 1896 году.

Зачастую «нобелевские» деньги остаются в науке. Так, Иван Павлов создал Институт физиологии, Илья Мечников отдал деньги на развитие Института Пастера в Париже, а Жорес Алферов (2000) основал Фонд поддержки образования и науки при Физико-техническом институте им. А.Ф. Иоффе.

Отмеченные Нобелевской премией исследования Файера и Мелло были выполнены в 1997 году и опубликованы в феврале 1998 года в журнале Nature. Оба ученых вместе с четырьмя ассистентами ставили свои опыты в лаборатории факультета эмбриологии Института Карнеги в Балтиморе, где в то время работал Файер. В ходе этих экспериментов они почти что случайно сделали замечательное открытие, которое вскоре привело к расшифровке чрезвычайно мощного и универсального механизма «генной цензуры», получившего название «РНК-интерференция» (RNA interference).

Механизм этот очень древний. Скорее всего, биологическая эволюция создала его более миллиарда лет назад, когда нашу планету населяли одни лишь микроорганизмы. С его помощью они получили возможность защищаться от нападений вирусов — не всех, но многих. Позже эту способность у них переняли далекие потомки, грибки и растения, а потом и животные. Многоклеточные организмы также научились прицельно отключать с помощью РНК-интерференции свои собственные гены, прерывая процесс синтеза кодируемых ими белков.

Еще в начале 80-х годов ученые в опытах на кишечной палочке установили, что искусственное введение в клетку синтетических фрагментов одноцепочечных молекул рибонуклеиновой кислоты может приводить к отключению генов. Позднее этот эффект продемонстрировали на растениях, грибках и нематодах. Его объясняли тем, что нуклеотиды введенной цепочки химически спариваются с нуклеотидами комплиментарного участка матричной (она же информационная) РНК, считывающей информацию о структуре белка с хромосомной ДНК (стоит напомнить, что процесс биосинтеза молекул РНК на ДНК-матрице называется транскрипцией). В результате этот участок уже не может переносить информацию о белковой структуре рибосомам, внутриклеточным фабрикам протеинового синтеза. Правда, этот механизм подавления экспрессии генов (gene silencing) работал отнюдь не идеально, но ведь живая клетка — дело тонкое.

В 1997 году Файер и Мелло в экспериментах с червями Caenorhabditis elegans обнаружили, что РНК очень эффективно отключает гены, если ее вводить короткими фрагментами, причем не одноцепочечными, а двухцепочечными! Это наблюдение было сделано почти что случайно — исследователи вовсе не предполагали, что такие фрагменты будут работать лучше одноцепочечных, они вводили их просто для контроля. Поначалу это явление казалось совершенно загадочным, поскольку двухцепочечная РНК сама по себе не может связаться с матричной, ей сперва надо расплестись на две нити. Первооткрыватели тоже не могли его объяснить, это удалось сделать лишь позже (к слову, Мелло в том же 1997 году придумал термин «РНК-интерференция» как название механизма подавления экспрессии генов, детали которого были еще непонятны).

Впрочем, интерпретация полученных результатов не заставила себя ждать. Вскоре было доказано, что молекулы двухцепочечной РНК при попадании в клетку дают сигнал к началу работы группы ферментов, которые сначала режут РНК на очень короткие фрагменты, потом расплетают эти фрагменты на отдельные нити и с их помощью удаляют из матричной РНК подлежащие ликвидации участки. В результате содержащаяся на этих участках информация теряется и не передается рибосомам.

РНК-интерференция (РНКи) играет поистине огромную роль в жизни самых разных организмов. С ее помощью клетка разрушает генетический материал атаковавших ее вирусов. РНКи также позволяет клетке вырезать и уничтожать подвижные элементы ее генома, которые могут перемещаться на неположенные места и давать начало опасным мутациям. Наконец, РНКи участвует в регуляции экспрессии функциональных генов и способствует стабилизации хромосомного вещества — хроматина.

Метод РНК-интерференции очень быстро стал мощным исследовательским инструментом молекулярной биологии. Его также рассчитывают использовать для выведения новых сортов растений и для борьбы с раком и другими болезнями, вызванными неполадками на генном уровне.

Методы, созданные на основе РНК-интерференции, могут «заставить замолчать» определенные гены в клетках растений, животных и даже человека. Ученым удалось успешно «выключить» у подопытных животных ген, ответственный за высокий уровень холестерина в крови. А это значит, что у открытия огромные перспективы применения: оно может помочь в борьбе с вирусными инфекциями, в том числе ВИЧ-инфекцией и гепатитом. Еще одной важной сферой его применения станет генная терапия в борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями и даже раком.

Открытие уже повлияло на фундаментальные исследования — с его помощью, «отключая» отдельные гены, ученые изучают геном растений, животных и человека. Каролинский институт, присуждающий премию, подчеркивает, что это открытие — «фундаментальный механизм для контролирования потока генной информации».

— Я ожидал, что за эти работы присудят премию. Это самое крупное открытие в генетике за последние годы, — сказал заместитель директора Института молекулярной генетики РАН, доктор биологических наук Вячеслав Тарантул. — Причем оно имеет огромное не только теоретическое значение, но и практическое. Сегодня вся молекулярная генетика построена на том, что с помощью этих удивительных интерференционных РНК изучают функции самих генов, то есть ученые получили очень эффективный инструмент для исследований.

— Это классическая схема называлась основная догма молекулярной биологии, — говорит Вячеслав Тарантул. — Но около десяти лет назад обнаружили, что в клетке есть другие РНК, которые не участвуют в наработке белка. Более того, они вроде бы даже вредные, потому что уничтожают полезные матричные РНК. Чуть ли не наносят вред организму. Так вот, Файер и Мелло показали, что все в точности наоборот. Оказалась, что их роль крайне важна, так как это еще один способ регуляции, который позволяет включать и отключать гены, управляя наработкой белка. Это очень важно, так как на разных стадиях развития организма нужны разные белки. Одно из основных достоинств открытия в том, что с его помощью ученые могут уничтожать какие-то РНК, которые в организме пациента синтезируют патологические белки. Это помогает эффективно бороться с болезнями.

— Малые РНК (siRNA — small interfering RNA) могут стать оружием против вирусов, бактерий, патологических белков и т.п., — разъясняет Вячеслав Тарантул. — А это значит, открываются новые перспективы в лечении таких болезней, как рак и ВИЧ, психические и неврологические расстройства. Уже созданы несколько кандидатных лекарств, использующих siRNA. Пока все эти работы в исследовательской стадии, но их перспективы в медицине весьма оптимистичны. Это и оценил Нобелевский комитет.

Как сказал журналистам Мелло, «я даже не могу поверить, что столь престижная награда пришла ко мне так быстро, ведь мы с Файером сделали это открытие всего восемь лет назад, когда нам не было еще и 40 лет».

Действительно, по меркам Нобелевского комитета признание к лауреатам 2006 года пришло моментально. Обычно номинанты ждут своей «нобелевки» 20, а то и 30 лет. Подобная расторопность Нобелевского комитета вызвана важностью открытия, сделанного американскими исследователями.

***

В 2007 году лауреатами Нобелевской премии в области медицины и физиологии стали американцы Марио Капекки (Mario R. Capecchi) и Оливер Смитис (Oliver Smithies), а также подданный Великобритании сэр Мартин Эванс (Martin J. Evans). Они удостоены награды за исследования основ введения специфических генетических модификаций в организмы мышей путем использования стволовых клеток эмбрионов. В частности, речь идет о разработке способа «выключать» те или иные гены в клетках зародыша (методика получила название генетического нокаута — gene knockout). При помощи этой технологии ученые получили возможность получать клеточные линии с заданными физиологическими особенностями, исследуя таким образом развитие предопределяемых генетически болезней — рака, диабета, муковисцидоза, заболеваний сердечно-сосудистой системы.