Какую роль в нашей жизни играют учителя? Что такое рибосома и в чем ее функция для жизни клетки? Почему знания о рибосоме могут помочь в создании новых антибиотиков и как решить проблему антибиотикорезистентности? Об этом мы беседуем с главным научным сотрудником Института физико-химической биологии им. А.Н. Белозерского академиком Алексеем Алексеевичем Богдановым.
Рибосомы – внутриклеточные органоиды, осуществляющие синтез белков. От синтезируемого в данный момент белка зависит расположение рибосомы в клетке.
Расшифровка видео
0:08
[музыка] Алексей Алексеевич Обычно когда мы
0:14
приходим кому-либо из руководителей в кабинет у них на стенах висят портреты либо
0:22
руководителя государства либо чаще их учителей великих выдающихся ученых А у
0:28
вас на стене висела Вот это интересная картинка дилетанту сразу и непонятно что
0:33
это такое Вот мы ее специально сняли чтобы вы рассказали о чем это естественно я продолжаю заниматься
0:40
наукой и мы уже в течение многих лет занимаемся
0:48
по сути дела антибиотиками значит чем
0:55
как вот это вот структура которая меня здесь находится как она связана с
1:02
антибиотиками оно называется рибосома
1:07
А рибосомами вы тоже занимаетесь всю свою сознательную жизнь
1:13
рибосом это такие структуры которыми наполнены все ваши клетки
1:22
микроскопе достаточно высоким разрешением увеличением
1:29
прежде всего увидеть там конечно большое количество таких частичек что если
1:36
Почему их много потому что их основная задача в клетке синтезировать белки
1:43
синтезируют белки все белки которые синтезируются наших клетках образуется
1:49
благодаря которым мы живем
1:57
все они синтезируются вот этими вот частицами
2:02
чем эта частица интересна Сейчас может быть это широкой публике даже тем что
2:10
это прежде всего РНК Вот вы здесь видите что Она состоит из
2:15
двух частей все вот эти вот полосочки и
2:21
завитушки которые на самом деле либо нуклеиновая кислота
2:27
вот я должен сказать что когда мы с вами встречались последний раз И говорили про
2:34
вирусы про РНК Мы практически ничего не говорили и в это время широкие массы
2:42
наших Трудящихся понятия не имели о том что такое РНК
2:49
все уже знали многие очень знали что такое ДНК
2:55
благодаря тому что Ну во-первых все знают что если мы хотим определить
3:02
кто наш настоящий биологический родитель Вы должны у него посмотреть ДНК и
3:10
сравнить первая история которая очень широко
3:15
распространилась криминалистике и вторая история Конечно
3:22
вот царская семья которая была идентифицирована определена
3:32
конечно никто не расскажет что это такое
3:48
потому что произошло пандемия про рынка теперь знают все все доступ любая домохозяйка Вам скажет
3:56
что она знает что на свете существует РНК она может быть ее не расшифрует как
4:03
рибонуклеиновая кислота нормкава такая штучка которая сидит злая
4:09
такая очень которая сидит в вирусе и вызывает она-то как раз вредит
4:18
инфекции всей нашей неприятности
4:24
Между прочим это правда является компонентом
4:30
очень многих вирусов в том числе
4:38
и вирусов которые вызывают все все эти неприятности вплоть до последнего
4:46
микрона главное их компоненты РНК и когда это РНК в конце
4:53
концов при помощи всяких изощренных действий которые производят вирус
4:59
клеткой попадает в клетку она занимается тем что она направляет синтез вирусных
5:06
белков и это есть инфекция то есть Когда возникает комплекс всех
5:13
необходимых вирусных белков Так что
5:18
теперь это вот наша жизнь это мы живем с ирранка
5:26
А я живу с РНК С 1958 года это даже трудно себе
5:33
представить когда я закончил университет мой профессор
5:40
я хотел так сказать что на стенах все-таки у меня висят учителя сзади
5:51
светильником
6:01
работать руками
6:18
в стране Кроме этого еще умудрился быть Сначала замминистром высшего образования а потом
6:26
министром Просвещения он сказал все Алексей ты начинаешь заниматься РНК
6:33
Я занимаюсь РНК и в какой-то момент
6:45
в клетке Ну потому что это прежде всего вот вся
6:53
основная РНК которая клеточная РНК которые полезны и которые вредит
6:58
человека без которого жизнь невозможно она как раз содержится
7:05
в основном Вот в этих частицах 90 процентов ваших клетках в любых клетках
7:22
я начал заниматься благодаря вот этому Вот человеку несколько раз сегодня
7:36
он один из моих учителей основных у меня конечно Первый учитель Это Михаил
7:43
Алексеевич Прокофьев вот которого я так хочу и никогда
7:49
не забуду вторым моим учителем был Александр Сергеевич Спирин
7:55
значит ему тогда было еще где-то около 30 лет Когда я с ним
8:03
познакомился конечно не было Академика он уже он уже в 29 лет 29 лет
8:11
Наше время абсолютно невозможно он стал заведующим большой Академической
8:17
лаборатории главного Академическом институте имени Баха
8:24
он всегда был очень тесно связан с университетом Потому что его
8:30
руководителем был Андрей Николаевич Белозерский имя которого
8:38
я знаю что вы открыли явление разворачивание рибосом и совместно с
8:44
Александром показали принципиальную возможность их сама сборки
8:55
Спирина Потому что когда я к нему пришел
9:01
у меня уже была кандидатская степень и вот здесь
9:06
в этой книжке она сейчас пользуется очень большим успехом она не продается
9:12
эта книжка под ваши редакции совсем недавно выжить мы сделали ее некоммерческой мы ее дарим
9:21
и раздаем заинтересованным людям и в этой книжке
9:27
есть много чего мне пришлось сделать в том числе есть мои воспоминания и
9:34
воспоминания очень многих людей учеников коллег друзей просто вот соседи подачи
9:42
когда я защитил кандидатскую диссертацию Андрей Николаевич беловежский я тогда
9:48
еще знал издалека только трепетал перед ним
9:53
перед этим было оппонентом кто уж потом он так сказать основал этот
10:00
институт всех нас туда взял я был его прямым заместителем несколько лет так
10:07
вот Андрей Николаевич Белоозерский меня спросил что вообще собираетесь делать
10:12
Я ему сказал что я очень хотел бы заняться вот этой вот штукой
10:18
но условия никаких нет потому что для этого нужно специальное оборудование
10:24
которое называется центрифугами корпоративные центрифуги Ультра
10:29
центрифуги у нас этого ничего не было Тем более это сказать Я был на химическом факультете там конечно таких
10:37
вещей такой техники не было он говорит
10:47
[музыка] так его до конца жизни
11:07
Вот и вообще уже был знаменит поэтому я пришел его лабораторию все называют его
11:13
Сашей Я говорю какой он вам Саша Александр Сергеевич я приучил всех
11:20
называть его Александр Сергеевичем и сказал ему что мне хотелось бы здесь
11:26
есть вот РНК вообще ниточки Да есть то что здесь не показано хорошо здесь есть
11:33
еще белки много белков и я к нему пришел
11:41
предложением Давайте попробуем взять отдельный рынка отдельные белки смешаем
11:47
и может быть получится рибосома Это было не просто так а потому что руссологи уже
11:54
вот такой знаменитый вирус табачный мозаики между прочим открыты в России
12:02
получил она началась в России был такой Ивановский
12:16
вот такие палочки это вирус табачной мозаики они такие они Конечно
12:24
вот и вот этот вирус табачной мозаики Значит один
12:31
немец который же работал уже в Америке давно Френкель квадрат и один немецкий ученый
12:42
показали что если взять просто вот этого вируса взять только РНК отдельно
12:48
вирусный белок смешать их в определенных условиях снова можно получить вирус
12:53
такая называется реконструкция
12:59
будем реконструировать он говорит что он давно уже
13:08
Он предложил совершенно конкретную работу вот так вот прямо и Расписал и
13:14
можно сказать сразу меня как-то никакие слова даже не
13:20
произносились я понял что я могу работать его лаборатория Хотя у меня
13:25
конечно оставались обязанности университете какие-то и нам удалось Ну и
13:32
буквально вот из отдельной РНК и белка предшественников Таких вот когда на РНК
13:39
уже сидит немножко белка добавим белок получать рибосомы
13:45
занимались это все делалось одним его таким сотрудником просто акуловым в
13:52
котором мы вместе замечательно работали полтора года и друзьями стали на всю
13:58
жизнь сегодня вечером я с ним встречаюсь мы с ним поедем ко мне Я просто уже
14:06
скажу что может быть покончить с рассказом Александр Сергеевича что
14:14
сказали карьера развивалось стремительно вот он где-то
14:20
60 как раз когда к нему пришел в 62 году в том же году защитил докторскую
14:27
диссертацию причем Ну как ну сейчас их защищается там десятки Да приходит на
14:34
защиту там 20 человек болельщиков
14:40
лаборатории А здесь вот Большая биологическая аудитория Она наверное так
14:46
человек на 400 она ломилась знаете везде Вот люди на этой защите
14:54
были там на балконах везде на сидели на то есть это было событие стоит событие
15:00
общей Московская защита его докторской диссертации Вот Потом он был первым человеком
15:09
который начал ездить я сейчас об этом скажу начал ездить такие гордоновские
15:15
конференции которые
15:21
были для избранных США попасть было очень трудно их
15:29
приглашались люди только с очень серьезными научными успехами причем запрещалось рассказывать работы
15:35
опубликованы только то что не опубликовано ты мог рассказать на этой
15:41
конференции его буквально на вот уже где-то 62 63 наверное году его на эти
15:49
конференции стали выпускать приглашали работу уже были известны то что не было
15:55
несколько уже таких ситуационных работ
16:02
стали приглашать на эти конференции И к счастью Он подружился с кем
16:09
с президентом Академии Наук и начал Спирин произвел сильнейшее впечатление
16:15
вплоть до того что он регулярно к нему приходил и читал ему лекции
16:20
индивидуальные по молекулярной по молекулярной биологии кем даже был человек всесильный
16:30
и он А это же сначала 60-х годов и он его организовал Так что
16:41
регулярно на эти конференции
16:46
это тоже вот такой вот колоссальный прорыв его где-то
16:52
30-летнего избирает очень
16:57
корреспонденты и потом 67 году он
17:02
впущено который начинает развиваться
17:07
или 30 лет это был конечно
17:14
с очень сильными учеными с очень необычной обстановкой дирекция была по
17:20
воскресеньям то что спереди считал что нельзя вот на всякие там заседания тратить нормальные
17:28
так сказать рабочее время они там воскресенье собирались жили
17:37
его нарвался из Москвы
17:43
это 60-7 лет он становится директором ведущего
17:49
российского подобного института ему 36 лет
17:56
потом одно событие которое вот я здесь в этой книжке описал достаточно
18:02
подробно ему очередном конгрессе Федерации европейских биохимических общества
18:10
смотрите 69 году вручили медаль
18:15
золотой медалью это такая высшая для биохимиков
18:23
её из российских советских ученых не получил больше никто
18:29
получил она ее Причем он был вторым в истории этой медали Первым был такой
18:36
супер знаменитый английский кристаллограф максперт который сделал
18:43
первые белки гемоглобины Классик такой
18:48
Он был первым а вторым был я при этом присутствовал
18:56
встречал стоя там это выдающийся уже вскоре после этого уже
19:04
было уже не открытие
19:16
вот Алексей Алексеевич Я предлагаю вернуться теперь к вашей научной работе и поговорить в том числе о ваших
19:23
совместных работах с академиком спириным вот о чем я уже Рассказывал Ну давайте
19:28
тогда расскажем когда писали обзоры и вот что я еще постоянно делал это он был
19:38
абсолютно выдающимся педагогом он читал лекции которые приходил для нескольких
19:46
групп молекулярные биологии приходил весь
19:52
биофакции потому что они были обыкновенные совершенно был прекрасным
19:59
оратором прекрасным лектором это было так интересно и он писал учебники написал
20:06
там 1 2 3 издание каждый раз сильно менял и вот надо сказать что последние
20:14
учебник свой он написал он вышел в девятнадцатом году и вот с этим
20:21
учениками очень много возился А предыдущий У меня все тоже давал читать
20:26
некоторые учебники ему писал главы главным образом наше сотрудничество было
20:31
в этом и я тесно сотрудничал с некоторыми
20:37
лабораториями в его институте прежде всего с электронной микроскопическими лабораториями
20:44
василием там сделали наверное нашу самую лучшую работу
20:50
Я просто хочу сказать что вот поскольку я начал работать
21:02
вот мы начали уже здесь вот я начал свою собственную лабораторию организовывать в
21:08
университете и по сути дела начали все заниматься рибосом Почему вы не могли
21:14
это бросить это настолько захватывающе открывает это захватывает на всю жизнь вот
21:21
Казалось бы нельзя заниматься одним и тем же Но на самом деле вы не занимаетесь одним и тем же потому что
21:28
это это огромная макро-молекула и происходит самый невероятные вещи что с
21:35
ней происходит например удалось в 2000 году во многом так
21:42
сказать
21:49
это самое сложное биологическая молекула который можно получить в кристаллическом
21:56
состоянии Для всякого химика физика это понятно о
22:04
чем здесь идет речь вот мне больше трех миллионов атомов это вообще самый
22:12
сложный Объект который закристаллизован в мировой науке Зачем нужно ее
22:20
кристаллизовать для того чтобы нарисовать вот эту структуру
22:27
отображает положение каждого из этих трех миллионов атомов
22:34
с разрешением для вашего сайта это произошло потому
22:41
что меня поймут хорошо разрешение для таких вот молекул
22:49
сложнейших Да так что в этом плане она совершенно уникальная и все больше и
22:56
больше узнаем об ее структуре и мы узнаем некоторые вещи которые
23:03
тоже я считаю так сказать очень сильно продвигают всю
23:09
молекулярную биологическую науку все эти истории которые связаны
23:16
сложных молекул то же самое ДНК ДНК ферментов которые
23:22
воспроизводят ДНК системы которые синтезирует белки
23:30
[музыка] Почему Потому что здесь я опять должен обратиться к спину
23:38
он как раз в это время формулирует гипотезу
23:43
абсолютно выдающимся такую нобелевского уровня
23:51
о том что рибосом это молекулярная машина что она производит работу
23:58
Причем он уже может быть позже несколько понял
24:04
Каким образом она производит эту работу заключается в том что
24:10
вот эти вот две первая его гипотеза заключалась в том что вот эти вот
24:16
частицы
24:21
могут двигаться относительно друг друга и вот это движение помогает протаскивать
24:27
матрицу в которой записана информация о структуре белка протаскивать матрицу
24:35
и каждый шаг при движении этой матрицы он приводит к
24:41
тому что колбасомы добавляют одну аминокислоту к полипептидной цепи белка в конце концов синтезируется полная
24:49
молекула белка которая вот здесь вот здесь проходит через
24:55
начинает вылезать этот формироваться уже начинает нормальные белковая молекула
25:03
так вот это была гипотеза Спирина движение этих которую в общем-то мир не
25:10
понял не то чтобы не понял это продемонстрировал такой игрушечку
25:16
такую сделал вот просто таскать ее недооценили начали
25:24
но его собственные Экспериментальная работа в какой-то степени наши тоже но его
25:32
собственное Экспериментальная работа она была направлена на то чтобы вот как-то
25:37
это проверить доказать там или опровергнуть в конце концов Она привела к тому что
25:43
уже гораздо позже внутри в двухтысячных годах
25:50
все это было Доказано сейчас любая статья про рибосом начинается с фразы
25:57
рибосома это молекулярная машина которая синтезирует белки Алексей Алексеевич вы
26:03
сказали что занимаетесь последние годы антибиотиками очень много стали заниматься
26:12
значит как я к этому я сразу скажу вот о
26:17
чем что антибиотиков очень много антибиотиков лекарств очень мало очень
26:25
мало на самом деле по сравнению с тысячами антибиотиков которые уже открыты
26:31
сегодняшний день как лекарство используется
26:36
несколько десятков причем антибиотик от момента открытия
26:44
вот когда его нашли вот такое вещество которое обладает антибиотическими
26:49
свойствами то есть убивает какие-то патогенные бактерии
26:54
до того как она становится лекарством проходит от 12 до 15 лет потому что это
27:03
все нужно пройти вот три вот этих вот знаменитых стадии испытания на людях
27:09
на людях доказать что они не токсичны что они действительно
27:15
очень хорошо действует что их выгодно получать и безопасно сюда Нужно еще не
27:23
забывать о том что это фармацевтическая промышленность они должны быть уверены что деньги которые они вложили А в
27:30
конечном итоге Это примерно полтора миллиарда стоит весь этот цикл провести
27:37
антибиотик открытие до лекарства что это
27:42
себя оправдает Поэтому вот даже сейчас понаблюдаем как очень многие фирмы либо
27:49
вообще отказываются от производства каких-то антибиотиков либо вот
27:55
происходит такие вот истории которые с одним моим учеником произошла в Америке и так давно когда
28:02
они находились уже на третьей стадии а это идет испытание на тысячах людей
28:09
и это стоит уже сотни миллионов долларов от этого третья стадия половину стадии
28:15
прошли а потом фирма взяла и сказал все Нет мы не будем делать антибиотик все это
28:22
прикрыли работу Почему Потому что их экономисты посчитали что это будет невыгодно
28:32
миллионы которые не затратит это все будет может вылезет в трубу
28:38
существует такая грандиозная проблема за последние 30 лет с 90 года
28:51
а 30 лет всего три новых пытаюсь сказать что существует такая
28:58
грандиозная проблема Как Антибиотика резистентность и которая кричат все врачи
29:09
если мы посмотрим на всю вот эту гигантский объем
29:16
знания антибиотиков оказывается что объектом для них в
29:23
клетке при 50 процентов даже может быть для 60 процентов антибиотиков является
29:30
рибосома бактериальные клетки которые придумала
29:36
на его для чего для того чтобы убивать своих соседей которые могут ей навредить
29:47
Вот для этого оказалось что достаточно просто заткнуть его особо
29:55
Остановите синтеза белка нет в клетке все нет нет больше синтеза белка жизни
30:01
нет клетка остановилась не живет умерла иногда она может застыть
30:08
иногда Может просто умереть превратиться в ничто
30:15
Вот и поэтому конечно рибосом это занимает очень серьезное место вот по
30:22
всей этой антибиотической науке и вот то что касается лично меня почему
30:28
мы на это дело клюнули оно было связано как раз с тем
30:34
что [музыка] в 2000 году стало известно вот это вот
30:41
полная структура с очень высоким разрешением в это время я работал в
30:46
Германии престижную премию которая позволяла мне
30:51
даже требовал чтобы я там проводил какое-то время и
30:57
в этой лаборатории где я находился там была такая программа компьютерная
31:04
которая позволяла очень легко
31:09
вовнутрь так смотреть вокруг себя вот прям
31:16
залезаете в молекулу вы находитесь
31:21
такой еще туннель как раз по которому движется синтезирующийся здесь белки
31:28
и в этом тоннеле Я прямо проводил часы
31:33
как раз это одно из всех мест которыми связывается антибиотики
31:42
стали возникать всякие мысли о том что мы можем очень хорошо разобраться как
31:48
эти антибиотики действуют на этот туннель если из готовых антибиотиков
31:54
известных делать производные навешивать на них кусочки тех белков
32:01
которые в клетке синтезируется и
32:08
Ну там я просто познакомился с некоторыми людьми которые очень это работает заинтересовались
32:15
Больше всего мне повезло в том что здесь у нас вот на кафедре химии природных
32:22
соединений частичного институте Белозерского значит были люди которые
32:29
очень хорошо владели необходимыми методами химического синтеза для этого я
32:36
к ним пришел за советом как это сделать они мне сказали Давай мы будем этим
32:44
заниматься был в это время некоторые простой и вот
32:49
мы начали работу по такой вот модификации известных антибиотиков вы
32:55
нами слышали такое слово как Эритромицин слышали Да хлорофиникол это выше синтомицином нас
33:03
называет когда его синтетические получают в основном на базе этих двух
33:10
антибиотиков поставили делать их производные их изучать
33:19
людьми немецкой лаборатории где я работал и
33:25
потом к этой работе подключились вот а потом значит всем этим очень
33:31
заинтересовался такой замечательный человек Петр Владимирович Сергиев так и
33:38
вам удалось получить эти модифицированные более эффективные антибиотики
33:43
понимаете там Идея заключалась в получении более эффективной вы хотели
33:49
понять как как эти классики работают Это первое и второе интереснейшая проблема
33:57
это поведение вот этого пептида растущего здесь в туннеле
34:06
находится туннель вот поэтому туннелю идет пептид и это
34:14
тоже очень перспективный путь для управления работой работа рибосомы
34:22
Поэтому нам интересно было как там все происходит в этом самом туннеле
34:29
здесь не столько была задача Мы вообще получали многие производные когда
34:34
исходный антибиотик лишался своей активности антибиотической
34:40
это тоже было очень интересно почему она вдруг пропала и каким образом можно
34:45
сделать наоборот чтобы она наоборот усилилась Да это эффективность
34:51
абсолютно справедливо упоминали Зачем
34:58
проблемы высокой резистентности и это тоже Конечно все отсюда выплывает Что такое вообще например
35:05
резистентность устойчивость
35:10
устойчивость бактерии к антибиотику от его лупят Ну Да он растет
35:18
в случае такого объекта как рибосома оказывается что один маленький кусочек
35:34
тоже состоит в этом библиотеке одна маленькая функциональная группа
35:40
поменялась или скажем там есть такое
35:47
очень простая химическая точка зрения группа как Амина группа
35:54
висят на этих на этих нуклеотидов и добавился метил это самый простой вообще
36:00
органический органическое соединение органической радикал ch3 Добавился и всё
36:10
уже не может синтезировать белки Вот либо антибиотик с ней не может уже
36:18
связаться либо у неё вообще как-то так нарушились
36:24
ее функции вот этот поиск Вот таких вот нарушений
36:30
вот этой вот резистентности очень важен потому что если мы знаем что мы здесь
36:37
что-то такое нарушили мы можем думать о том как хорошо
36:43
То есть вы ищете механизмы сделать какие-то изменения в антибиотики
36:50
Что самое главное путь конечно модификации самого Антибиотика Но есть
36:57
конечно еще Другой путь который меня лично сюда интересовал гораздо больше И
37:04
я думаю что и Владимир сейчас много совершенно других
37:11
интересов она рассказывала
37:23
потому что что он показал показал что мы можем внести изменения
37:30
вот куда-нибудь всякие центры рибосомы с помощью которых Она работает так
37:36
называемый функциональные центры они находятся здесь вот в этом месте здесь
37:42
недаром это покрашены красненького вещества которые тоже участвуют в сердце
37:48
белков и все вот эти центры находятся здесь он показал что вот это вот
37:55
изменение минимальное Можно например внести сюда или внести сюда вот здесь был совершенно
38:03
первым и оно сказывается на вот на работе чтобы драматически
38:10
сказывается может все остановиться на работе вот этих центров то есть эффекты
38:16
передаются на очень большие расстояния А это все тоже очень интересно вам скажу
38:22
почему это интересно с точки зрения антибиотиков
38:28
и тут одна работа Я конечно в ней принимал уже
38:34
косвенную участие вот этой вот группе которая теперь вот видимо целиком будет
38:41
под Петром Владимировичем он должен это дело продолжать они например в частности
38:49
наткнулись на очень интересные антибиотик А что значит наткнулись Вот
38:55
его лаборатории работал такой и Андрей сейчас сама который придумал мощнейший метод с
39:04
помощью такого по сути дела Это робот который позволяет анализировать огромное
39:09
количество придуманными методика которая позволяла автоматическое оттуда вылавливать те
39:18
вещества те вещества которые воздействуют на
39:25
рибосом останавливает первый этап
39:31
после этого можно смотреть Идем дальше их как-то функционировать
39:37
выделять в конце концов вы доходите до какого-то интересного он сильно
39:43
действует на рибосому и Кроме того Вы видите что он
39:50
во многих случаях борется с резистентностью подавляет
39:57
рост тех системных устойчивых с такими изменениями
40:05
патогенов и это вещество нужно дальше изучать [музыка]