На часах 4:30 утра, а Янне Коскимяки, засидевшийся с вечера за работой один в своей лаборатории Университета Оулу, все еще продолжает трудиться. В последние две недели он практически не вылезал из лаборатории. Неожиданно по радио звучит песня в исполнении известного финского артиста Весы-Матти Лойри и разносится его характерный смех.
Раскатистый смех отвлекает Коскимяки от трудов, и он осознает, что потерял счет времени. Вспоминая, как долго и упорно он работал над своим исследованием, которое теперь уже завершено, он говорит: «Ситуация оставалась долгое время довольно абсурдной, я действительно задавался вопросом, есть ли какой-то смысл в том, чем мы занимаемся».
Сюрпризы из почки сосны
Анна Мариа Пирттиля (слева) и Янне Коскимяки изучали сосновые почки почти десять лет, за это время они провели 132 научных эксперимента и написали 160 черновых вариантов статьи до того, как она вышла в свет.Фото: Университет Оулу
Из почки широко распространенной в Финляндии сосны обыкновенной могут вырасти побеги новых, захватывающих инноваций в области медицины. Ученые Анна Мариа Пирттиля и Янне Коскимяки из Университета Оулу, находящегося в 600 км к северу от Хельсинки, почти десять лет занимались изучением бактерий, выделенных из почек сосны, а недавно опубликовали статью по результатам революционных открытий, сделанных ими в ходе исследований.
Все началось с докторской диссертации микробиолога Анны Марии Пирттиля, в которой она рассматривала клонирование сосны обыкновенной с помощью почек. «Мое исследование показало, что бактерии и дрожжевидные грибки, которые присутствуют в почках сосны, со всей очевидностью синтезируют определенные вещества, приносящие пользу растениям. И мне захотелось узнать, что это за вещества», – рассказывает Пирттиля.
Она пригласила поработать над этой темой только что закончившего аспирантуру Янне Коскимяки и еще двух ученых. Исследования ученых продолжались в течение последующих восьми лет, и, как часто случается в подобных случаях, в процессе работы были сделаны неожиданные открытия, в результате чего исследования пошли в другом направлении.
Исследования Коскимяки и Пирттиля показали, каким образом бактерии функционируют внутри растений. Что касается организма человека, уже давно известен факт благотворного влияния молочнокислых бактерий, например, на систему пищеварения. Но о бактериях, содержащихся внутри растений и о том, как они на самом деле работают и на что влияют, – нам известно намного меньше.
«Нам еще предстоит многое узнать о микробах, обитающих внутри растений, – тем не менее, даже сам факт существования микробов внутри растений до сих пор является для нас новостью», – говорит Коскимяки.
Пирттиля добавляет: «Люди легко впадают в панику, заслышав о микробах, но повсюду и всегда нас окружает просто масса микробов, и только крошечная их доля вызывает заболевания».
Клетки-хозяйки и её бактерии в полной гармонии
«Для ученого делать открытия – это такая же страсть, как для художника создавать новые произведения искусства», – делится Пирттиля.Фото: Университет Оулу
В свое свободное время Анна Мариа Пирттиля любит гулять по лесу – это помогает ей отдохнуть и расслабиться, и вдобавок, наблюдая за живой природой, она получает еще и дополнительный ракурс на свои исследования. Коскимяки так же, как и Пирттиля, ищет отдохновение на лоне природы, совершая пешеходные прогулки или проводя время в простеньком домике посреди лесов.
«Меня всегда завораживала в природе одна вещь – здесь все находится в гармоничной взаимосвязи: разные системы живых организмов живут в симбиозе, взаимозависимо друг от друга», – говорит Пирттиля. Подобная взаимосвязь прослеживается также и внутри почек сосны: сосуществование клеток-хозяек и находящихся в них бактерий приносит пользу тем и другим.
Клетки растений и клетки организма человека защищают себя от вредоносных бактерий сходным образом – синтезируя в местах воспаления кислородосодержащие радикалы. Этот процесс зачастую вызывает гиперреакцию, когда организм или орган стремится всеми силами остановить более глубокое проникновение бактерий в ткани.
Однако кислородосодержащие радикалы являются довольно грубым защитным механизмом, так как они могут одновременно также поражать и клетки самого организма. И все же исследования Пирттиля и Коскимяки доказали, что бактерии способны защищать себя даже от самых токсичных кислородосодержащих радикалов, синтезируя внутри самих себя длинноцепочечные жирные кислоты, так называемые полигидроксибутираты. При воспалительном процессе бактерии способны разбивать эти длинноцепочечные жирные кислоты на более мелкие секции, которые, в свою очередь, могут быть использованы для борьбы с кислородосодержащими радикалами.
Субсидии на исследование ученых выделила Академия наук Финляндии, действующая при Министерстве образования и культуры. Открытия, сделанные в ходе данного исследования, были впервые опубликованы в марте 2016 года в журнале Nature Chemical Biology.
Впереди годы упорных исследований
Янне Коскимяки во время прогулки по сосновому лесу демонстрирует усы, сделанные изо мха.Фото: Университет Оулу
Нарушения в клетках, вызванные кислородосодержащими радикалами, лежат в корне серьезных клинически значимых хронических нарушений жизнедеятельности, в том числе болезни Альцгеймера, а также макулярной дегенерации – болезни глаза. Однако бактерии, обнаруженные внутри сосновых почек, обладают способностью генерировать сложные вещества, которые могут эффективно бороться с токсичными кислородосодержащими радикалами – источниками проблем. Это новое знание, полученное в результате исследований финских ученых, может открыть пути для разработки новых лекарственных препаратов.
Сегодня Пирттиля и Коскимяки работают над тем, чтобы найти инновационные решения в области медицины для лечения связанной с возрастными изменениями макулярной дегенерации, а также других нарушений глазного дна. Совместные исследования в этом направлении будут проходить в сотрудничестве с Университетом Оулу и Университетом Восточной Финляндии. Финское инвестиционное агентство по технологиям и инновациям Tekes уже выделило для данного проекта 368 тыс. евро.
Макулярная дегенерация, влияющая на зрение, сегодня является самой распространенной болезнью глаз в благополучных странах с высоким уровнем жизни, а поскольку демографическое старение населения продолжается, то в будущем ожидается возрастание проблем подобного рода. Для того чтобы получить новое лекарство, потребуется проведение целого ряда дальнейших исследований, на которые могут уйти годы, а может, даже и десятилетие. Но ученым не занимать упорства и настойчивости. «Ученый жаждет творить науку, и для него делать научные открытия – это такая же страсть, как для художника создавать произведения искусства, – говорит Пирттиля. – Исследования – это увлекательнейшее путешествие в мир открытий».
Посмотрите видеоролик Университета Оулу о науке с арктическим акцентом.
Текст: Сусанна Экфорс, апрель 2017 г.
