Fluegegehaumer

Может пригодится родителям и педагогам, как яркий пример взаимовыгодного сотрудничества прямиком из природы

На коралловом мелководье жила-была рыбка под названием бычок. С быками она ничего общего не имела, а название получила просто заодно в честь каких-то своих дальних родичей, у которые на жаберных крышках были выросты, похожие на рожки. Говорят, в случае опасности эти самые дальние родичи могли растопырить жабры с "рожками" и отпугнуть слабохарактерных врагов, за что и получили прозвище "бычок". Но бычок, о котором этот рассказ, так делать отродясь не умел. Он был просто… бычок.

С размерами этому бычку тоже не повезло – если другие родичи вырастали до 20-40 сантиметров, то этот доходяга дотягивал всего до 5-8. В лучшем случае до 10. Отмеряйте сейчас пальцами 10 сантиметров и станет ясно, что с такими размерами ты точно не боец. Да и не пловец – если крупная рыба поблизости зевнёт, то тебя попросту засосёт внутрь её пасти, хвостом махнуть не успеешь. Неудивительно, что маленькому бычку приходилось быть крайне осторожным и следить в оба. Для "следить в оба" необходимо как минимум хорошее зрение, потому те бычки, которые видели никудышно, закончились первыми – их съели морские окуни, крылатки да мурены. В конце концов остались лишь самые зоркие и лупоглазые, и со временем острое зрение у маленьких бычков стало их отличительной чертой. Но даже огромные глазищи не всегда спасали кроху от хищной пасти.

Как-то один такой бычок, удирая от окуня, нашел себе временное убежище между толстыми бочонками асцидий.

Асцидий в подводном мире не сильно уважали: они были глупыми и невкусными. Но зато безобидными – потому прятаться среди них было удобно. Эти странные животные торчали на одном месте и только и делали, что фильтровали воду: втягивали её в одно отверстие и выпускали через другое. Всё вкусное, что при этом попадалось – в основном это был микроскопический планктон – оседало в желудке. Судачили, что раньше асцидии были более подвижными – может быть у них был даже хвост. А упростились они до фильтрующего мешка с желудком из-за изобилия еды в воде. Ну, и потому, что самих асцидий никто особо не ел, разве что в самый голодный год. А в природе так: если у тебя отпала надобность искать еду и убегать от желающих сделать едой тебя – то становится не нужен ни хвост, ни мозг. Сиди себе на месте, как мешок с двумя дырками, фильтруй да переваривай. Естественно, в компании таких существ бычку скоро стало скучно.

Вдруг, внимание рыбки привлек слабый шум. Если вы думаете, что под водой звуков нет или рыбы ничего не слышат – то это не так. Вода отлично проводит звук. Мало того, он распространяется даже быстрее, чем в воздухе (почему так - узнаешь на уроках физики). А насчёт слуха у рыб – так у них есть уши, хоть они и не торчат лопухами, как у нас. Уши у рыб внутренние и не имеют ни выходов наружу, ни ушной раковины или барабанной перепонки, а звуковые колебания передаются непосредственно через рыбью голову. Но это еще не все: рыбы способны «слышать» звуки не только своим котелком, но и телом. Хотя слухом это можно назвать с натяжкой: скорее, это некое чувство, позволяющее воспринимать низкие вибрации. Позволяет это делать так называемая боковая линия, расположенная, судя по названию не где-то, а на боках рыб. А ещё, некоторым помогает слышать плавательный пузырь... В общем, рыбы отнюдь не глухие, забудьте об этом.

Бычок прислушался. Шуршал песок и мелкие камешки. Это могло быть что-то вкусное: может, артемия копошится, или креветка – любимая еда бычка. Бесшумно петляя между асцидий, он поплыл на звук. И действительно обнаружил креветку! Но только эта креветка оказалась размером с половину бычка и не поместилась бы ему в пасть (что было, конечно, жаль). А шумела она потому, что рыла нору.

Глядя, как ловко креветка это делает, бычок невольно позавидовал её конечностям. Их было много, они были разные: пара ногочелюстей, пара клешней покрупнее, клешни помельче (похожие на ловкие щипчики), грудные ходильные ноги и еще какие-то мелкие плавательные ножки под брюшком. Креветка лихо управлялась со всем этим НОГОчисленным хозяйством: как маленький бульдозер выталкивала груды песка подальше от входа в жилище, деловито отбрасывала клешнями крупные осколки ракушек. Потом исчезала в темноте норы и возвращалась с новой порцией строительного мусора.

«Вот бы мне такие инструменты,» - подумал бычок, скосив лупатый глаз на свои мягкие плавники, совершенно непригодные для рытья. Будь у него такие приспособления - не нужно было бы постоянно убегать или искать куда спрятаться: можно было бы сделать убежище самому, в любом уголке кораллового рифа. Так, наблюдая за работой креветки и мечтая о паре клешней, бычок умиротворённо задремал - очень уж он устал улепётывать сегодня от окуня. Сон у рыбок сильно отличается от сна человека. Рыбы не имеют век, поэтому их глаза открыты всё время, и в период сна они способны в какой-то мере следить за окружающей действительностью, благодаря чему могут спастись от хищников. Но наш бычок так заснул, что за действительностью не уследил. Пока ему на голову не прилетел сюрприз - креветка-строитель вывалила на него целый бархан песка и мелких камешков.

– Э, ты чего??? – возмутился бычок. (А вот говорить ни рыбы, ни креветки не умеют, но мы немного пофантазируем, чтобы понять, что произошло дальше)

– Кто здесь? – подпрыгнула креветка. Её длинные прозрачные усы стали быстро ощупывать дно вокруг.

– Кто-кто… Рыба. – подозрительно косясь одним глазом на креветку, ответил бычок. – На которую ты высыпала кучу мусора.

– Прости, рыба! – креветка в раскаянии заломила тонкие клешни. – Я обычно живу в темноте норы, и потому очень плохо вижу…

– А чего тогда вылезла? – проворчал бычок, отряхивая плавники. – Я-то тебя не съем, потому что не по размеру, но тут неподалёку здоровенный окунь охотится.

Креветка ещё больше занервничала и засеменила своими многочисленными ногами.

– Так нору нужно постоянно обновлять, иначе она обрушится. И я тогда останусь не только полуслепая, но и без убежища.

Креветка потрогала бычка усиками, чтобы убедиться, что перед ней действительно маленькая рыбка.

– Сочувствую, – признался бычок, терпеливо позволив креветочным усам ощупать свои глазищи. Он как никто другой понимал проблемы креветки.

И тут ему пришла идея.

– Слушай, а давай я покараулю. Я всё равно тут собирался поохотиться. Ты работай, а усами постоянно держи связь с моим хвостом - вон они у тебя какие длинные. Я вижу хорошо, и если что – подам знак. Дерну в сторону хвостом - значит нужно улепётывать в нору.

Креветка в восторге всплеснула клешнями.

Так и поступили. Расположившись недалеко от норы креветки, бычок стал охотиться за вкусной артемией, которой в этом месте оказалось предостаточно. Креветка, не спуская усов с его хвоста, продолжила ремонт норы.

Идиллия длилась, пока из-за поросшего кораллами камня не показалась губастая морда морского окуня. Бычок, в пасть которому только что угодила жирная артемия, оказался к такому повороту не готов. Он успел дёрнуть хвостом, предупредив креветку, но самому ему до зарослей асцидий было слишком далеко. Потому малец тоже ткнулся в креветкину нору. Где благополучно застрял. Но зато окунь проплыл мимо, не заметив его дрожащий хвост.

Если вы думаете, что история на этом закончилась – то нет. Креветка откопала застрявшего бычка, тот благополучно выбрался, но они не поспешили расстаться.

Прятаться вместе в одной норе бычок и креветка продолжают и по сей день. По обоюдному согласию. Бычок стоит на страже, охотясь поблизости от их общего жилища. Креветка сделала проход пошире, и, ухаживая за норой, она держится длинным усиком за хвост своего зоркого соседа. Как только появляется хищник - оба прячутся в норку. Также креветке перепадают остатки трапезы бычка (чему она несказанно рада, так не нужно слишком далеко отходить от дома), и за это она очищает своего товарища от паразитов своими ловкими щипчиками.

Когда подводном мире темнеет, бычок с креветкой баррикадируются в уютной норе – и никакие ночные хищники им не страшны. Так, благодаря сотрудничеству, слепая креветка обзавелась зоркими глазами, а маленький бычок – умелыми клешнями. Кстати, некоторые такие парочки даже приобрели одинаковую окраску, от чего выглядят потрясающе стильно!

В ролях: креветочный бычок (или бычок-сторож) и креветка-щелкун семейства Альфеиды.

Привет, Пикабушники! Вваливаюсь с грохотом после долгого отсутствия, в надежде, что кто-то меня еще помнит, обнимаю тех, кто поддерживал в написании книги (от души, братаны). Ну чо: пацан сказал - пацан сделал, книга готова! Правда, ушло на это целых три года... Ну и, есть еще один нюанс: с определенной точки зрения я - вовсе не пацан. Гы.

Ну, поехали.

В первую очередь прошу простить за долгое молчание, во вторую - за то, что писала под мужским ником и долго не вскрывалась. Вышло это сначала случайно, а потом оказалось выгодным (как-то проще выдерживать зуботычины в дружелюбном пикабушном сообществе, хе-хе). На самом же деле Fluegegehaumer - это бывшая стриптизерша. Да, так тоже бывает. В период конца девяностых-начала двухтысячных многие потенциальные биологи, инженеры и педагоги торговали помидорами на рынке, диджеили или махали ногами на сцене, потому вовсе не удивительно, что по первому образованию я артист шоу-балета и программ варьете. Но я остепенилась (честно-честно!), теперь я чебурашка преподаватель биологии и научный журналист, а вместо стрингов и перьев давно ношу пиджак. В прошлом году отхватила первое место на всероссийском конкурсе научно-популярных работ "БиоМолТекст", чем ужасно горжусь https://biomolecula.ru/articles/tvoi-kosti-znaiut-chto-ty-pr... Эта награда мне также дорога, как ачивка "За лучший ковидный ликбез", которую вы для меня вытребовали на Пикабу в 2021.

Теперь немного о самой книге. Конечно, она получилась неидеальная. Я бы оставила побольше фени и расп-дяйства, но за это мне в научном сообществе надавали по губам и послали мыть рот с мылом. Пришлось искать баланс: появилась более мягкая версия изложения, грубый юмор ушел в двусмысленные намеки, углы закруглились (но свой стиль я все же боль-мень отстояла).

По задумке книга изначально называлась "Килограммовая армия" (почему - описано на первых же страницах), однако в издательстве изменили название на более понятное "Армия иммунитета". Ладно, маркетологам виднее. Также был спор с издательством по поводу обложки (если интересно, расскажу эту историю в другой раз), даже запускали народное голосование. И по итогу вышло как в басне "Слон-живописец". Увидите обложку - сразу поймете почему) В общем, внешним видом детища я недовольна, но эти вопросы решаю не я, а целая команда. Тем не менее, несмотря на разногласия, я благодарна издательству "Питер" - они откликнулись буквально через две недели после подачи рукописи (для начинающего автора это просто небывалое везение!) и всего за полгода проделали большую работу по подготовке и выпуску книги в печать.

Ну а в общем - по содержанию и полезности - получилось норм. С помощью сравнений с нашим большим миром и шуточных иллюстраций удалось подробнейше разобрать устройство и работу всех типов иммунных клеток, а также их хитроумные взаимодействия друг с другом. Рассмотрены все основные враги организма (вирусы, бактерии, многоклеточные паразиты, опухолевые клетки). Изучено вооружение, тактики и стратегии боев, механизмы развития заболеваний. Бонусом описана роль иммунной системы в старении человека и даны общие рекомендации, как стареть медленнее и более здоровым (все подкреплено исследованиями). Несмотря на легкость и шуточность, книга весьма широко охватывает тему (от популяций и организмов, до клеточного до молекулярного уровня), залезает в генетику и даже в законы термодинамики, а по ходу объясняет обычные бытовые явления: какова защитная роль воспаления, почему синяк меняет цвет, что такое СОЭ в анализах, кто хранит рисунки татуировок. Короче, годное чтиво для тех, кто хочет как можно глубже понять свое устройство и не довольствуется поверхностными ответами.

В продаже печатная книга появится с 17 августа, однако сейчас доступен предзаказ со скидкой 10 %, так что, кто хочет приобрести экземпляр - милости прошу. На странице предзаказа можно узнать подробности, поплеваться на обложку, глянуть содержание и полистать отрывок. Ссылка ниже:

https://www.piter.com/collection/all/product/armiya-immunite...

Ну, кажется, на сегодня пока все. Пишите, буду рада, отвечу на все вопросы (если кому надо стриптизные фотки - вышлю бонусом при покупке 1000 экземпляров книги).

С уважением, ваш бро.

В науке он носит скромное название: белок p53. Но неофициально его называют «Страж генома» или даже более поэтично: «Ангел-Хранитель». А ещё - "Совесть клетки". В его задачи входит следить за целостностью генома, а если что-то идёт не так – принимать меры. В распоряжении Хранителя - ключи к особым протоколам и маленький чемоданчик с красной кнопкой. Но, давайте по порядку.

В ядре каждой вашей клетки без остановки кипит работа. Одни гены включаются, другие выключаются; с активных генов снимаются копии-болванки и отправляются в цех по производству продукции. Суетятся тысячи бригад работников системы ремонта ДНК: важнейшие инструкции - геном - круглосуточно проверяется на ошибки; все обнаруженные несоответствия исправляются. Дело это чрезвычайно ответственное и жизненно важное, так как всего одна ошибка способна изменить «пока лечилась» на «покалечилась» , а самое страшное - может стать причиной появления мутантной клетки. По причине такой повышенной ответственности бригады работяг-ремонтников не предоставлены сами себе: у них есть контролирующий руководитель более высокого ранга. Тот самый белок р53, Хранитель Генома.

Полагают, что этот начальник был когда-то обычным сотрудником системы ремонта ДНК - это было ещё во времена появления первых беспозвоночных. Позднее р53 "повысился по службе" и обрёл особые полномочия, но по-прежнему сохранил свою изначальную функцию - способность лично участвовать в исправлении ошибок: похоже что начальник по-прежнему может закатать рукава и показать всем Кузькину мать (как надо работать и всё такое).

При благоприятных обстоятельствах небольшое количество Хранителей дежурит в цитоплазме каждой клетки в неактивном состоянии. Их могут пробудить и растормошить три причины. Первая: массовые сигналы о повреждениях генома клетки. Вторая: агрессивные внешние воздействия, которые могут привести к повреждениям генома (гипоксия, тепловой шок, радиация, нехватка стройматериалов и т.д.). Третье: повышенные маркеры стресса, говорящие о том, что в клетке что-то серьёзно пошло не так – она повреждена или «заболела».

Неактивность Хранителей – кажущаяся. На самом деле они не спят на рабочем месте, а постоянно мониторят информацию. Сведения доходят до Хранителей в виде разнообразных сигнальных веществ и молекул. Так как внутри клетки всё основано на биохимических реакциях, по продуктам этих реакций можно выяснить, какие в клетке и вокруг неё происходят процессы. Нужно отметить, что Хранители реагируют на тревожный сигнал не сразу: сначала взвешивают все «за» и «против», производя «анализ» всех поступающих данных. Также они учитывают «мнения» коллег и начальников из других отделов. Только когда все собранные тревожные сигналы начинают превышать определённый порог, Хранители массово активируются. Их концентрация резко возрастает и эта армия уполномоченных направляется туда, куда далеко не каждому сотруднику имеется доступ: прямо в ядро клетки. Чтобы там взять руководство на себя.

Арест или "красная кнопка".

Р53 не просто сотрудник и проверяющий, он – транскрипционный фактор.  Другими словами, этот белок имеет ключи активации к генам, запускающим особые протоколы. Хранители наделены полномочиями включить одни гены, одновременно угнетая другие, и тем самым они лихо перенаправляет процессы, идущие в клетке . Другими словами - меняют её поведение. Так что хранитель р53 – это вам не хухры-мухры, а начальство высшего уровня! В его подчинении, как полагают, от 500 до 1600 генов.

Включив одни необходимые гены и подавив другие, активированные Хранители запускают протокол, налагающий запрет на деление клетки. Это называется «арест клеточного цикла». Мера строгая, но более чем необходимая – клетке с ошибками в кукухе или проблемами со здоровьем ни в коем случае нельзя (иметь детей) допускать деление, так как ошибки могут закрепиться в клонах мутациями. А мутации, как вы помните, в многоклеточном организме смертельно опасны. Но, в пользу гуманности, нужно всё же отметить, что арест клеточного цикла - мера не постоянная, а временная: если клетка в течение определённого срока исправится (отремонтирует геном, восстановит своё нормальное состояние), то Хранители отзывают протокол, запрет снимается и клетка продолжает вести свою обычную жизнь и размножаться. А если клетка не справилась с ситуацией… Ангелочки достают свои "чемоданчики", в которых находятся протокол запуска процесса самоуничтожения. Да, тот самый апоптоз, о котором подробно было тут: Как умирают клетки (часть 2) И клетка решает самовыпилиться, чтобы не подвергать смертельной опасности остальных.

В катастрофических ситуациях, если повреждения в клетке массированные, нет времени на переключение генома и бла-бла-бла, Хранители, даже не посетив ядро, направляются в митохондрии - электростанции клетки. Произведя кое-какие манипуляции с оболочками митохондрий, они буквально "взрывают" клетку апоптозом через электростанцию (митохондриальный путь). В таком случае программа гибели клетки запускается сверхбыстро, в течение получаса.

Так Ангел Хранитель следит за тем, чтобы клетка не превратилась в мутанта и не дала мутантных клонов. И если геном - это «мозг» клетки, то Хранитель р53 – это действительно её «совесть». Ведь именно био-молекулярная машинка р53, исправно работающая по определённым алгоритмам в "мозгу" клетки, ставит организм превыше её собственного клеточного блага, выбирая аккуратную почётную смерть в случае необходимости. Жестоко, но без подобной жертвенности, не был бы возможен ни один многоклеточный организм. Вы были бы невозможны.

Ну, попечалились и хватит: кто-то догадливый кое-что уже понял. Несмотря на все свои полномочия, Хранитель – это всего лишь белок. Значит его инструкция, как и у всех остальных белков, прописана в геноме. Следовательно, в гене-инструкции по сборке Р53 тоже может произойти ошибка. Кто уже подумал об этом?

Мыши в нокауте и Падший Ангел

Свойства белка р53 изучали на нокаутных мышах. Нет, этих мышей не бьют по голове малюсенькими боксёрскими перчаточками - у них из ДНК вырезают (нокаутируют) определённый ген. Так вот, нокаутные по гену Р53 мыши рождались вполне нормальными и ничем не отличались от контрольной группы. До двух-трех месяцев. Потом у них начинали тут и там появляться различные опухоли и они, бедолаги, не доживали до 9 месяцев (при том, что срок жизни мыши обычно 2 года).

Ошибка в гене-инструкции может ослабить бдительность р53, а может превратить Ангела Хранителя в Падшего Ангела: он просто тупо забьёт на свои обязанности, став негодным.

Мутации в одной копии его гена (напомню, каждого гена у нас по две копии), очевидно, приводят к ослаблению контроля за геномом клетки, что повышает вероятность утраты второй копии. В результате клетка полностью теряет контроль за сохранностью наследственной информации и начинает эволюционировать по законам одноклеточных организмов в сторону максимальной автономии и эгоизма.

Изучение генома опухолевых клеток людей показывает, что более половины из них имеют мутации в обеих копиях гена Р53. То есть и мамина, и папина запись в таких случаях является либо испорченной, либо утерянной. В остальных случаях (когда не обнаружено мутаций в р53) находят мутации в тех белках, которые могут Хранителя Генома каким-то образом «заткнуть». Например, сделать так, чтобы к нему не доходила важная сигнальная информация (сбой в пути активации). Также на любой белок в клетке предусмотрена система подавления и даже уничтожения. В частности, уровень р53 в клетке строго регулируется несколькими различными путями. Есть, например, такой белок как mdm2 – он навешивает на р53 особый молекулярные ярлычки, делая ими пометку «негоден» (это называется убиквитинирование). Белки, обвешанные большим количеством таких меток захватывают молекулярные шредеры - протеасомы (и такая фигня в хозяйстве клетки тоже имеется). Протеасома раскручивает помеченную белковую молекулу до первичной структуры - цепочки из аминокислот, и пропускает эту цепочку сквозь себя, попутно «разрезая» на мелкие ошмётки. Так продуманно уничтожаются старые, сломанные и больше ненужные белки. Обрывки из шредера можно далее расщепить до отдельных аминокислот и повторно их использовать для сборки новых белковых молекул.

Если по какой-то причине (мутация, которая приводит к бесконтрольной активации) белок mdm2 станет производиться сверх всякой меры, он может стать причиной подавления совести клетки. А чё – удобно. Навешал на совесть ярлыков «негодно», спустил её в шредер - и живи себе спокойно, наплевав на всех остальных…

«Водители» и «пассажиры».

Далеко не каждая мутация приближает клетку к бессовестному эгоистическому существованию. Безобидные мутации, которые не ведут к злокачественным перерождениям, называются «пассажиры», а которые участвуют в канцерогенезе получили прозвище «водители». «Водителями» как вы уже догадались, становятся мутации в генах, ответственных за ремонт ДНК, в генах начальства, управляющего регуляцией клеточного деления (р53 один из них) и т.д. Так вот, по современным представлениям, таких пьяных «водителей» в «мозгах» клетки должно собраться от трех до семи (за редким исключением). Например, случились две последовательные мутации и клетка полностью утратила совесть. Это ещё не всё: у большинства клеток организма есть предел делений (предел Хейфлика) и размножение эгоиста всё равно в конце-концов остановится. Чтобы создать опасную опухоль, клетке нужно, помимо потери совести, стать бессмертной - обрести суперспособность стволовой клетки делиться бесконечное количество раз. Вот и получается, что закрепившихся мутаций нужно не менее трёх.

По наследству.

Хранитель Генома у каждого индивида имеет "свой характер". Например, у людей есть два генетических варианта р53: у первого варианта в семьдесят втором "слове" прописана аминокислота аргинин, а у второго на этом месте - аминокислота пролин. Первый вариант начальника будет более бдительным и ответственным, чем второй. И это, конечно, хорошо. Но из-за того, что он будет чаще выносить летальный приговор, организм чаще будет обновляться и быстрее истратит свои резервы. Изучение людей с данными полиморфизмами показало, что люди с первым вариантом р53 лучше сопротивляются появлению онкологий, но быстрее стареют. Люди со вторым вариантом показывают большую продолжительность жизни.

Это, конечно, далеко не все наследственные факторы. Самое важное тут: обе ли нормальные копии генов получил индивид от матери и отца. Если по наследству досталась одна сломанная копия - это не страшно, информация будет считываться по здоровому гену. Но при этом количество необходимых для появления опухолевой клетки мутаций сокращается - испортить ведь нужно не две копии, а всего одну. Это и есть та самая "плохая" наследственность. Она случается примерно у 7% людей.

Борьба за выживание

Потеря совести и возникновение эгоиста в сообществе альтруистов запускает конкуренцию и естественный отбор, который в нормальном организме искоренён. Естественный отбор приводит к тому, что из мутантного клона выживают самые приспособленные и неприхотливые варианты клеток: то есть из всех потомков эгоиста выживут наиболее злокачественные. А самое досадное, что каждая опухолевая клетка практически уникальна в своём пути развития - есть лишь какие-то очень общие закономерности, а в деталях генетических мутаций одна опухоль совершенно непохожа на другую. Именно потому нет одного лекарства от всех форм онкологий, именно потому сложно подобрать терапию в каждом конкретном случае.

Тут можно уже закруглять всю серию. Думаю, в общих чертах вы уже разобрались в принципах и механизмах канцерогенеза. Хотя, можно еще рассказать о том, как клетка может заполучить бессмертие, как иммунные защитники распознают мутантов (и почему не распознают). Но половина желающих разобраться уже куда-то пропала, а те, кто стойко выдержал, как мне кажется, уже подустал от этой темы:) Потому планирую ещё одну, заключительную серию с практическим применением знаний: там будет о том, каким образом можно уменьшить мутагенную нагрузку на организм в реалиях обычной жизни, не скатываясь при этом в ипохондрию. А также поделюсь свеженьким исследованием, которое расскажет, почему опухолевые клетки не любят физкультуру.

(Рисунки мои, пишу книгу, тренируюсь на вас, радуюсь обратной связи)