Человечество вошло в третье тысячелетие с громадными знаниями в области наук о жизни и колоссальным потенциалом их практического использования. Современный человек может произвольно и направленно изменять наследственность окружающего его живого мира - бактерий, растений, животных и человека. Появились беспрецедентные возможности технологического прогресса (биотехнология и биоинженерия), открывшего также новые пути в медицине (генная терапия) и сельском хозяйстве (трансгенные, или генетически модифицированные, растения и животные). Все это возникло на базе революционных прорывов в фундаментальной науке (молекулярная биология), которые затем и породили биотехнологическую революцию. Вначале было открытие того факта, что наследственность живых организмов определяется универсальным высокополимерным веществом, называемым дезоксирибонуклеиновая кислота - сокращенно ДНК. В основе же указанных революционных прорывов было установление пространственной структуры ДНК, из которой прямо следовал механизм воспроизведения себе подобного - главный принцип биологии. Дело в том, что молекула ДНК представляет собой двойную спираль, где две взаимозакрученные полимерные цепи структурно дополняют одна другую (комплементарны). Если две цепи ДНК расходятся, то для восстановления структуры двойной спирали на каждой из них строится комплементарная цепь, идентичная ушедшей. Таким образом, возникают две молекулы ДНК, в точности копирующие исходную.

Наука и жизнь // Иллюстрации

Хотя в газетах и журналах публикуется много материалов, так или иначе связанных с ДНК: по генетической инженерии, генной терапии, трансгенным организмам, ДНК-диагностике, - непрофессионалу все же трудно понять суть последних достижений биологической науки. Предмет сложный, требующий серьезной подготовки, и вся литература по этой тематике в основном рассчитана на специалистов. Но недавно вышедшая из печати популярная книга профессора М. Д. Франка-Каменецкого "Век ДНК" восполняет этот пробел. Она дает возможность познакомиться с основами науки о "молекуле наследственности" широкому кругу читателей.

М. Д. Франк-Каменецкий по образованию физик, но давно связал свою научную судьбу с молекулярной генетикой и изучением ДНК. Он много лет вел исследовательскую и преподавательскую работу в известных российских центрах - в Институте атомной энергии им. И. В. Курчатова и в Институте молекулярной генетики Российской академии наук, а сейчас продолжает свое дело в Бостонском университете в США. Он внес значительный вклад в изучение физических свойств ДНК и является всемирно признанным специалистом высокого уровня, что гарантирует безупречное научное качество книги, без неточностей и упрощенчества.

Книгу "Век ДНК" отличает не только глубокое знание предмета, но и умение отобрать главное в океане фактов, а также понимание того, что происходит на переднем крае науки. К этому добавляется еще одно качество книги, решающее для жанра научно-популярной публицистики, но, к сожалению, довольно редкое - доступность и легкость изложения. По ходу изложения материала автор часто использует наглядные образы, помогающие неспециалисту представить сложные объекты или процессы.

Повествование начинается с 30-х годов прошлого века, когда, после становления новой физики, ученые серьезно задумались о молекулярной природе носителя наследственности - гена. На страницах книги разворачивается увлекательная история открытия Уотсоном и Криком молекулярной структуры ДНК - двойной спирали. После исторического экскурса в годы становления молекулярной биологии автор последовательно переходит к представлению всего спектра современных идей и методов науки о ДНК. Читателю предлагается полтора десятка, по сути дела, самостоятельных глав о том, что сегодня уже сделано, и о том, что еще предстоит. В частности, объясняется, как удалось расшифровать геном человека, этот гигантский и в то же время детальный план строения всего организма. Рассказано о сложных проблемах на пути осуществления проекта и о том, как их удалось преодолеть усилиями биологов, химиков, физиков и инженеров. Но вот наконец геном расшифрован, и, казалось бы, остается лишь пожинать плоды огромного труда. Не тут-то было. Читатель узнает о трудностях, которые стоят на этом пути, и о самых последних открытиях, обещающих преодоление некоторых из них, в частности об открытии так называемой РНК-интерференции. (К сожалению, в качестве недостатка книги должен отметить, что автор чересчур скупо касается важнейшей темы рибонуклеиновых кислот - РНК и не упоминает о целом многообразном мире функционально важных некодирующих РНК, за образование которых также ответственна ДНК, и даже, по-видимому, бoльшая ее часть).

Тема другой главы - полимеразная цепная реакция (сокращенно ПЦР), используемая для размножения ДНК в пробирке. Автор поясняет, почему без ПЦР не был бы расшифрован геном человека и не появилась бы ДНК-технология в криминалистике. Книга рассказывает, кем и как было сделано это замечательное изобретение, в чем его существо и как случилось, что именно ПЦР привела к рождению новой индустрии - биотехнологии.

Автор делится с читателем своими мыслями об опасностях и надеждах, связанных с эпохой генетической инженерии. С одной стороны, возникновение СПИДа служит грозным предупреждением о том, какие неприятные сюрпризы таятся в молекулах ДНК и РНК. С другой стороны, только изучение этих молекул, механизмов и способов остановки их размножения в организме, а также разработка методов борьбы с вирусными ДНК и РНК с помощью генной инженерии позволяют надеяться на успех в борьбе со СПИДом и другими страшными недугами.

Еще одна глава - и нет человека, которого не волновала бы ее тема, - это иммунитет. Известно, что на каждый из возможных миллионов проникающих в организм чужеродных агентов: бактерий, вирусов или их компонентов, в первую очередь белков, - у нашей иммунной системы заранее готов ответ в виде специального "антибелкa" (антитела) - иммуноглобулина. В то же время теперь известно, что геном человека кодирует лишь примерно 30 тысяч разных белков, необходимых для строительства и функционирования организма. Откуда же берется так много иммуноглобулинов? Молекулярным генетикам удалось разрешить это противоречие, и мы узнали об удивительных преобразованиях, которые происходят в ДНК в ходе индивидуального развития организма.

Читатель узнает из книги о свойствах самой молекулы ДНК, о клонировании, о надеждах на лечение онкологических заболеваний, которые фактически являются "заболеваниями" ДНК, о том, как живая клетка четко работает с большими молекулами и не путает их, о топологии, то есть о пространственной архитектуре ДНК, которой занимались и получили интересные результаты автор книги и его ученики.

Книга "Век ДНК" дает обильную пищу для серьезных размышлений. Читая ее, трудно не заразиться у автора уверенностью в исключительной важности фундаментальных исследований нашей главной молекулы и огромного молекулярного мира, где она "живет и работает". Именно знания, которые добываются в этих исследованиях, могут принести успех и в решении сложных медицинских проблем, и в защите от возможных биологических неожиданностей.

№1, 2005