Кедр слил континенты

Ископаемые растения служат нам окнами в прошлое, они вносят важные штрихи в портрет древней Земли. Изучая остатки растений, мы не только можем представить себе растительный мир Земли миллионы лет назад, но и сделать выводы о климате планеты в то далекое время и составить древнюю физическую карту мира Земли.

Хрупкий след листа древнего растения, найденный на том или ином континенте, может стать кирпичиком в фундаменте таких глобальных теорий, как существование древних материков. Недавно обнаруженное в аргентинской Патагонии растение Libocedrus стало дополнительным свидетельством того, что Южная Америка и Австралия когда-то были одним материком. Результаты исследования ископаемого растения опубликованы в ноябрьском номере American Journal of Botany.

180 млн лет назад, в конце триасского периода, вся суша на Земле была объединена в два материка – Лавразию (Евразия, Северная Америка, Гренландия) и Гондвану (Африка, Южная Америка, Антарктида, Австралия, полуостров Индостан).

Между ними находилось водное пространство – океан Тетис. Воды Тетиса омывали юг Северной Америки, юг Европы, юг Азии и север Гондваны. В конце триаса Гондвана под влиянием тектонических движений раскололась на части. Отделилась индомадагаскарская часть, Австралия оказалась обособленной от Африки. В конце юрского периода Южная Америка начала отделяться от Африки: началось формирование южной части Атлантического океана. В конце мелового периода Южная Америка полностью обособилась от Африки, сформировались южная и центральная части Атлантического океана. В начале кайнозойской эры Лавразия распалась на Северную Америку и Евразию.

Такой ход событий подтверждается геологическими и палеоклиматическими данными, однако немаловажную роль в обосновании играют и данные о растительности древних континентов, которая позволяет собрать «мозаику» материков в единую картину.

Ископаемый либоцедрус (Libocedrus prechilensis, речной кедр) был обнаружен в 1938 году в Патагонии и был описан на основе одной ветки. Его характеристики близки к существующему ныне в Южной Америке хвойному растению, которое произрастает в изучаемой области, – Austrocedrus (Libocedrus) chilensis, кипарис Кордильер. Однако некоторые характеристики листьев ископаемого растения, в частности, необычная форма, расположение устьиц, форма шишки, показывают, что

либоцедрус очень близок к папуацедрусу – роду кипарисовых, которые найдены на другом конце Земли, в тропических лесах Новой Гвинеи и Молуккских островов (Индонезия).

Ископаемые растения датированы 52 и 47 миллионами лет назад. Сейчас климат Аргентины и Новой Гвинеи разительно отличается: в Патагонии обычно сухо и холодно, а леса Папуа влажные и жаркие. Папуацедрус – влаголюбивое растение, которое может произрастать только в очень влажном климате. Присутствие родственного ему либоцедруса в древней Патагонии говорит о том, что в эоцене эта территория имела теплый сырой климат нынешних экваториальных лесов и совсем не была похожа на сегодняшние сухие холодные степи. Близость древнего растительного мира отдаленных континентов подтверждает, что в те времена они были соединены через Антарктиду, где ранее также были найдены родственные либоцедрусу ископаемые растения.

«Детальные исследования этих растений дают точную и четко датированную информацию как об эволюции хвойных растений, так и о биогеографической истории Южного полушария», – отметил первый автор исследования, Питер Уилф из Университета Пенсильвании.

Рак останавливается по спирали

Биохимики и онкологи Гарвардского университета смогли создать лекарство, нейтрализующее фактор бесконтрольного деления раковых клеток. Было обнаружено генетическое нарушение, ведущее к непрерывному функционированию протеина-«множителя», а затем этот механизм был успешно блокирован. Их исследования публикует в четверг Nature.

Разработанная медиками терапия направлена на действие одного из нескольких тысяч особенных белков человеческого организма – транскрипционных факторов.

Если представить физиологию человека как кукольный театр, то транскрипционные факторы работают в нем нитями, соединяющими руки актера с марионетками.

Они контролируют перенос информации с молекулы ДНК в структуру мРНК (транскрипцию) путем связывания со специфичными участками ДНК. Они в том числе кодируют скорость роста и развития клеток в организме, поэтому рост раковой опухоли возможен только при условии неправильной работы факторов.

Контроль правильной работы транскрипционных факторов является ключом не только к онкологической терапии, но и к борьбе с сердечно-сосудистыми заболеваниями, а также технологиям стволовых клеток. Однако именно эти белки до последнего времени считались нечувствительными к лекарствам: веществ, контролирующих их деятельность, вообще не существовало. Ни обычные лекарства (состоящие из «маленьких» молекул), ни белковые (состоящие из макромолекул) препараты не влияли на их деятельность.

Во время работы в онкологическом отделении Джеймс Браднер, старший автор работы, обратил внимание на ген NOTCH: почти у всех пациентов, больных лейкемией, он был мутантным, а белок, который он кодирует, – поврежденным. Мутантные гены отличались от обычных тем, что оставались активными постоянно. Его гипертрофированная деятельность поддерживала неконтролируемый рост раковых клеток. Начав анализ NOTCH у других пациентов, медик обнаружил нарушения в нем у больных раком легких, яичников, поджелудочной железы и желудочно-кишечного тракта.

Транскрипционные факторы часто работают не в одиночку, а в комплексе с другими белками, и NOTCH не оказался исключением. Ученые заметили, что связка белков имеет выраженную спиральную форму. Они предположили, что, если сконструировать ряд спиралей, сходных с этой «связкой» по размеру, одна из них, возможно, сможет разрушить спиральную структуру комплекса и блокировать функцию NOTCH.

Простейшая (первичная) структура белков образована пептидными мостиками. Аминокислоты в пептидах связаны друг с другом обычными ковалентными связями, которые можно разрушить только в жестких условиях (например, при варке яиц происходит гидролиз пептида и денатурация белка). Конечно, такие эксперименты не могут проводиться в организме человека. Однако пептиды представляют собой простые цепи, а функционирующие в организме белки сложены из этих цепей в сложную трехмерную структуру, которая стабилизирована слабыми специфическими взаимодействиями. Если эта структура разрушается, протеин теряет биологическую активность.

Такие «сшитые» пептиды и использовали ученые в своих экспериментах. После нескольких попыток внедрения синтетических белков в комплекс c NOTCH биохимиками удалось обнаружить действующее вещество. Синтетический белок встраивался в определенный участок клетки и блокировал функцию NOTCH.

Дальнейшие эксперименты на мышах, пораженных опухолью, показали, что использование синтетического пептида способно остановить рост раковой опухоли.

Единственное условие: лекарство работает только для опухолей, которые развиваются за счет фактора NOTCH. На другие транскрипционные факторы его действие не распространяется, однако ученые надеются разработать общую терапию по аналогии с обнаруженным эффектом.