Учёные из Института биохимической физики им. Н.М. Эммануэля РАН заняты сегодня целым рядом важнейших современных проблем, связанных с химическими процессами, лежащими в основе работы биологических объектов на молекулярном уровне.
По словам Сергея Варфоломеева, члена-корреспондента РАН, научного руководителя Института, одно из актуальных направлений такой работы – изучение химических реакций, происходящих в мозге во время мыслительного процесса, которые этот орган использует для принятия решений.
Для того, чтобы такие исследования провести, существуют методы, основанные на данных магнитно-резонансной томографии и магнитно-резонансной спектроскопии. В институте с этой целью собрана самая современная аппаратура экспертного класса. С помощью таких аппаратных методик можно увидеть все находящиеся в мозге химические вещества и происходящие в них реакции. «Вот, например, я с вами разговариваю, думаю о том, как и что сказать, а в это время в моём мозге вспыхивают определённые активные точки, идут процессы поглощения кислорода, другие химические реакции, – рассказывает Сергей Варфоломеев. – Вы стараетесь меня понять – и у вас происходят аналогичные процессы».
Ученые выяснили, что эти химические реакции имеют триггерную природу – иначе говоря, они становятся спусковым крючком, который запускает механизмы превращений одних веществ в другие. За эти превращения отвечает аспарагиназа – один из ключевых ферментов, благодаря которому все процессы в мозге протекают так, а не иначе. Этот фермент, обычно продуцируемый штаммами кишечной палочки, катализирует гидролиз аспарагиновой кислоты, что приводит к нарушению биосинтеза белков, в первую очередь в быстроделящихся лейкозных клетках. Известно, что именно этот фермент значительно уменьшает число опухолевых клеток в периферической крови и костном мозге. Теперь ученые знают, что благодаря ему мы не только реже болеем раком, но ещё и формулируем мысли.
Всё это научились отслеживать учёные из Института биохимической физики, а теперь перед ними стоит амбициозная задача расшифровки всех химических реакций, сопровождающих процессы мышления и принятия решений. «Мы уже сегодня начинаем понимать, как всё это работает, – говорит Сергей Варфоломеев. – Механизм химических реакций, лежащих в основе мышления, действует в результате трансформации сложных белковых структур, и мы смогли проследить многие из этих процессов».
Понимание того, как это происходит, – важнейшая фундаментальная и практическая задача. Это даст возможность управления происходящими в мозге процессами для лечения разного рода нарушений, патологий работы центральной нервной системы и головного мозга – болезни Альцгеймера, Паркинсона, рассеянного склероза, мигреней, эпилепсии и многого другого.
