В 50-ых годах фермеры из штата Айдахо
были в шоке, когда узнали, что их овцы дали потомство с деформацией.
Озадаченные одноглазыми овечками фермеры обратились
в Министерство сельского хозяйства с просьбой расследовать этот случай.
Учёные выдвинули гипотезу, что беременные овцы
перекусывали растениями, которые вызывают дефекты плода.
Они собрали образцы растений и дали их лабораторным крысам,
пытаясь повторить эффект, но ничего не получилось.
Они решили не спускать глаз с самих овец
и поселили одного учёного жить со стадом на целых три года.
Спустя целое десятилетие проб и ошибок учёные нашли виновника —
дикую кукурузную лилию.
В этих лилиях содержится активная молекула с шестью кольцами,
которую назвали «циклопамин» в честь тех самых овец-циклопов.
Учёные в точности не знали причины возникновения дефекта,
но предупредили фермеров, чтобы те были осторожными.
Прошло около четырёх десятилетий до того,
как группа биологов под руководством профессора Филиппа Бичи
наткнулась на ответ.
Его лаборатория изучала ген, распространённый среди многих видов,
от мыши до человека,
известный как «ген ежа».
Такое название ему дали двое учёных, позже получивших Нобелевскую премию
и обнаруживших, что этот мутирующий ген в плодовых мухах
приводит к образованию острых шипов как у ежа.
Бичи и его коллеги изобрели модификацию,
способную блокировать этот ген у мышей.
В результате появились серьёзные дефекты в процессе развития
их мозгов, органов и глаз,
или одного глаза.
Просматривая учебник, Бичи наткнулся на фотографии овец-циклопов
и понял, что ускользало от учёных в течение четырёх десятилетий.
Что-то с геном ежа пошло не так.
Давайте сделаем шаг назад.
Гены содержат в себе инструкции, говорящие клеткам, что и когда делать.
Все эти указания они передают при помощи белков.
Ген ежа приказывает клеткам вырабатывать так называемый белок ежа,
который запускает целый комплекс клеточных сигналов.
Вот как это работает в здоровом организме.
Белок ежа прикрепляется к белку PTC
и вызывает приостановление его функций,
позволяя другому белку SMO сообщать сигналы клеткам,
указывая им, куда направляться и какого рода тканью становиться.
Циклопамин, содержащийся, например, в кукурузной лилии,
вмешивается в процесс, внедряясь в работу белка SMO.
Он блокирует и сам белок, так что он не может сообщать сигналы,
необходимые для формирования мозга в два полушария,
и формировать пальцы или разделять глаза.
Несмотря на то, что белок ежа выполняет свою работу в полной мере,
расчищая дорогу белкам SMO,
циклопамин блокирует передачу его химических сообщений.
Тайна одноглазых овец разгадана,
но Бичи и его команда обратились
к более интересной вещи.
Они обнаружили, что неконтролируемая активация белка SMO
напоминает один человеческий синдром.
Он известен как синдром базально-клеточного невуса,
вызывающий предрасположенность к некоторым раковым заболеваниям.
Учёные предположили,
что если целенаправленно ввести для блокировки в организм циклопамин,
то это поможет справиться с раком,
если пациентка не беременна.
К сожалению, позже учёные обнаружили, что циклопамин
вызывает негативные побочные эффекты,
а его химические свойства осложняют работу с ним.
Но они обнаружили более безопасные и эффективные молекулы,
а две из них были одобрены как лекарства от рака кожи в 2012 и 2015 годах.
Когда фермеры впервые увидели овец-циклопов,
они могли бы просто приписать их к неудавшимся уродцам.
Но их решение исследовать дело превратило загадку в лекарство и показало,
что иногда всё может быть не так просто, как кажется на первый взгляд.