ДНК-ЛИПИДНЫЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ: ТРИДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ
Кувичкин В. В.
Институт биофизики клетки РАН, 142292 Пущино
Исследования ДНК -липидных
взаимодействий длится свыше тридцати лет и в настоящее время переживают
подъем, который еще не достиг своего максимума. Проблема ДНК-липидных
взаимодействий вытекает из исследований ДНК- мембранных контактов,
обнаруженных как в клетках прокариот, так и эукариот. Понимание
природы сил взаимодействия между ДНК и фосфолипидами, основной
фракцией липидов в клетке, пришло из серии работ Бергельсона Л.Д.,
Будкера В.Г. и автора настоящего сообщения. Было показано, что
ДНК и липосомы из цвиттерионных фосфолипидов в присутствии катионов
двухвалентных металлов формируют тройные комплексы, обладающие
достаточной прочностью, невероятным многообразием форм, кооперативностью
образования и полной обратимостью под действием веществ, связывающих
Me++ или же их замещающих (ЭДТА,NaCl, KCl и т.п.).
ДНК при образовании тройных комплексов служит фузогеном, вызывая
полное или частичное слияние липосом, при этом двойная спираль
ДНК в месте контакта частично расплетается. На основе этих данных
была предложена модель тройных комплексов, лежащая в основе образования
ДНК-мембранных комплексов в клетке, к числу которых автор относит
поровые комплексы эукариот и контакты Байера прокариот. Довольно
грубой моделью тройных комплексов являются, на наш взгляд, широко
изучаемые сейчас комплексы между ДНК и липосомами, в состав которых
входят катионные амфифилы (липофектин). Обладая способностью к
переносу ДНК в клетку, большинство из этих веществ - не природного
происхождения и токсичны для клеток. В ряде случаев, структура
таких комплексов во многом схожа со структурой тройных комплексов,
разница заключается в их большей прочности из-за замены взаимодействий
между фосфатами ДНК и фосфолипида через мостик Me++
на прямое взаимодействие между фосфатами и катионным амфифилом.
Отсюда большая ригидность последних комплексов. Тем не менее мы
приводим основные итоги работ последних лет по липофекции. Хочется
надеяться, что исследование тройных комплексов, начатое в нашей
стране, получит дальнейшую поддержку и принесет нам новое знание
о функциях фосфолипид-нуклеиновых взаимодействий в клетке.