Однако в конце концов внимание биологов привлекла и эта сторона жизни клеток. Оказалось, что в подавляющем большинстве случаев клетки умирают потому, что в них заложена смертоносная программа, запускающаяся в строго определенные моменты, при помощи строго определенных веществ и заканчивающаяся гибелью самой клетки. Это явлении впервые было описано в 1972 году в знаменитой работе Дж. Ф. Керра и соавторов и получило название апоптоз (в английской транскрипции «apoptosis»).
Любая клетка может совершить суицид
Работами многих авторов конца XX века было установлено, что апоптоз – чрезвычайно широко распространенное явление у всех типов многоклеточных. Апофеозом этих исследований стало обнаружение у червячка Caenorhabditis elegans специальных генов, кодирующих белки, необходимые для апоптоза. Упомянутый червячок – очень удобный объект для биологов, так как он прозрачен и состоит «всего» из около тысячи клеток. Судьбу каждой клетки удается проследить, наблюдая в световой микроскоп за развитием этого миниатюрного (около 1 мм в длину) существа. Так вот, оказалось, что на известных стадиях развития происходит не только увеличение количества размножающихся делением клеток, но и уменьшение этого количества вследствие апоптоза (в общей сложности в апоптоз уходит 60 клеток). Неудивительно, что гены апоптоза оказались среди генов индивидуального развития (онтогенеза) червяка. Так были открыты первые гены смерти, авторами этих работ были Х. Р. Хорвиц, Дж. Э. Салстон и С. Бреннер.
Слово «апоптоз» заимствовано у древнеримского ученого и врача Клавдия Галена. Он обратил внимание на то, что сломанная ветка уходит в зиму, не сбросив листья, которые жухнут, но не опадают. Так было доказано, что листопад – это активный процесс, а не пассивная гибель листьев от холода, как считалось до Галена.
Х. Р. Хорвиц, Дж. Э. Салстон и С. Бреннер в 2002 году были удостоены Нобелевской премии по физиологии и медицине за открытие генов программируемой клеточной смерти.
Следует отметить, что реализация программы апоптоза требует затрат энергии. Если клетку лишить энергетических ресурсов, то она не умрет так быстро, как собиралась. До определенного этапа работу смертоносной программы можно остановить и спасти «несчастную клетку». С помощью методов современной генной инженерии удается сделать клетку, которая вообще не способна к апоптозу. Для этого приходится выключить у нее определенные гены, то есть «хакнуть» программу клеточной смерти.
Сама программа смерти клетки уже неплохо изучена, об особенностях этого биологического механизма написаны тысячи научных статей. Оказалось, что здесь