atf police что это
Секретная служба США
| Секретная служба США | |
| United States Secret Service | |
| Страна: |  США |
| Создана: | 14 апреля 1865 года |
| Юрисдикция: | Президент США |
| Штаб-квартира: | Вашингтон (округ Колумбия), США |
| Бюджет: | $1,2 млрд. |
| Средняя численность: | 4400 сотрудников |
| Руководство | |
| Руководитель: | Марк Дж. Силливан |
| Сайт | |
| www.SecretService.gov | |
Секретная служба США (United States Secret Service — USSS) — федеральное агентство США, подчинённое министерству внутренней безопасности США (введено в подчинение в 2003 году, до этого было подчинено министерству финансов США).
Содержание
Сфера деятельности
Основными задачами Секретной службы США являются предотвращение подделки американских денег, долговых обязательств, прочих ценных документов, а также охрана президента, вице-президента, их непосредственных родственников, других высокопоставленных чиновников, бывших президентов и их супруг, кандидатов в президенты и вице-президенты, представителей иностранных государств во время их визитов. Также секретная служба занимается расследованием различных видов финансовых махинаций, краж личных данных и помогает расследовать некоторые внутренние преступления.
История
Идея создания секретной службы США была озвучена утром 14 апреля 1865 года, когда к президенту США Аврааму Линкольну пришёл министр финансов Хью Маккалаф. Хью заявил что из-за разгула фальшивомонетчиков в стране возможен финансовый крах. В качестве основного способа борьбы с ними он предложил создать специальную структуру для изъятия фальшивых денег из оборота и поимки тех, кто эти деньги производит. Президент выслушал министра и распорядился создать такую структуру, которую назвали Секретной службой министерства финансов. Вечером того же дня, президент Линкольн был смертельно ранен актёром Джоном Уилксом Бутом в Театре Форда в Вашингтоне.
Официально защита первых лиц государства стала функцией секретной службы в 1902 году, когда на защиту президента было выделены 2 специальных агента секретной службы. И уже 3 сентября погиб первый агент, защищающий президента. В 10:15 утра президент Теодор Рузвельт, находясь в двухнедельном туре по Новой Англии, ехал в ландо из делового района Питтсфильда в Питтсфильдский загородный клуб и столкнулся с трамваем. В результате лобового столкновения Рузвельт, губернатор Массачусетса Уинтроп Крейн, помощник президента Брюс Джордж Кортлю и телохранитель Уильям Крэйг были выброшены на проезжую часть. Уильям Крэйг погиб, все остальные остались живы.
В секретной службе США работает примерно 5,000 человек: 2,100 специальных агентов, 1,200 полицейских, и 1,700 технических и административных работников. Специальные агенты служат телохранителями официальных лиц или расследуют финансовые преступления.
В законе 91-217, принятом в 1970 году сказано, что секретная служба обеспечивает охрану:
Подразделение полиции Секретной службы было сформировано в 1922 году под названием полиции Белого дома (White House Police Force); в 1930 году оно было подчинено главе Секретной службы, в 1971 году переименовано в Службу защиты исполнительной власти (Executive Protective Service), а в 1979 году — в Униформированное подразделение Секретной службы (United States Secret Service Uniformed Division). В задачи подразделения полиции входит физическая охрана территории Белого дома и иностранных дипломатических миссий в Вашингтоне. Сотрудники подразделения несут службу в полицейской форме; в этом они похожи на полицию Капитолия (United States Capitol Police), охраняющую порядок в центральной части Вашингтона.
В 1968 году, после убийства кандидата в президенты Роберта Кеннеди, конгресс санкционировал защиту кандидатам в президенты и вице-президенты от Республиканской и Демократической партий (закон 90-331). Конгресс также санкционировал защиту вдовы президента (пожизненную либо до замужества) и их детям, пока они не достигнут 16-ти лет.
В 1994 году конгресс принял законопроект, в соответствии с которым все президенты, которые будут избраны после 1 января 1997 года охраняются секретной службой в течение 10 лет после их президентствования. Президенты ставшие таковыми до 1 января получают пожизненную охрану. (Закон о бюджетных ассигнованиях 1995 года: Закон 103—329)
Служба также расследует фальсификации государственных документов, подделку денежных эквивалентов (например дорожных чеков), компьютерные мошенничества (обманные схемы, просьбы благотворительности) и подделку кредитных карт.
USSS занимается охраной правопорядка в Интернете и следит за соблюдением компьютерного законодательства. Они создали сеть из 15 подразделений по борьбе с киберпреступностью (Electronic Crimes Task Forces — ECTF) по всей территории США. Эти подразделения создают взаимодействие между службами, правоохранительными органами (федерального уровня, уровня штата, локальными), частным сектором, академическим сообществом и выявляют и предотвращают киберпреступления.
В 1998 году, президентским указом 62, подписанным Биллом Клинтоном, Секретная служба США называется федеральным агентством, ответственным за безопасность во время национальных мероприятий (National Special Security Events — NSSE), требующих принятия особых мер безопасности. К таковым относятся инаугурация президента, государственные похороны, съезды политических партий, а также те мероприятия, которым будет придан таковой статус.
Для увеличения эффективности работы секретной службы, 1 марта 2003 года служба была передана из подчинения министерства финансов США в подчинение министерству национальной безопасности.
Поведение и внешний вид
Агенты секретной службы, выполняющие функции телохранителей, одеваются в одежду, подходящую для каждого конкретного случая. В большинстве случаев это консервативный деловой костюм тёмного цвета. Фотографы часто запечатлевают их в солнцезащитных очках и с коммуникационным наушником. У агентов подразделения полиции Белого дома есть несколько стандартных униформ: стандартная униформа охраны Белого дома, полицейская униформа для следователя, рабочая одежда и опознавательный жилет для членов противоснайперского подразделения.
Одной из важных составляющих поведения агентов секретной службы является их «невидимость», то есть они не должны привлекать к себе внимания, ни в коем случае не должны мешать чем-либо охраняемому лицу, но при этом всегда быть наготове и следить за окружающей обстановкой. Многие спецслужбы мира позаимствовали методы работы секретной службы США. Так, например, именно американская секретная служба первой начала ездить на подножках президентских лимузинов или, если позволяет скорость — бежать рядом с ним. Стиль поведения и одежда агентов USSS также очень часто копируется иностранными спецслужбами.
Помощь секретной службы во время терактов 11 сентября
Сразу после террористической атаки 11 сентября на Всемирный торговый центр Секретная служба США развернула свой полевой офис по адресу 7 World Trade Center. Непосредственно после атаки специальные агенты и другие работники USSS перебазировались в этот полевой офис и первыми начали оказывать первую помощь пострадавшим. 67 специальных агентов офиса помогали локализовать огонь и записывались в полицейские группы для эвакуации людей из башен-близнецов. Во время спасательных операций погиб один специальный агент, капитан секретной службы США Крэйг Миллер.
Во вторник 20 августа 2002 года 67 специальных агентов и множество других работников Секретной службы США, участвовавших в спасении людей, были награждены директором USSS Брайаном Стаффордом за проявленный героизм и мужество.
Секретная служба и кинематограф
Образ бесстрашного героя Секретной службы США часто используют в современном кинематографе. Наиболее яркими представителями являются:
Полиция Лос-Анджелеса: всё самое интересное о третьем по величине полицейском департаменте США
Руководство
Совет полицейских комиссаров выполняет функции главы департамента, действуя в качестве корпоративного совета директоров. Определяет политику департамента и осуществляет надзор за его деятельностью. Комиссары работают совместно с шефом полиции, который выполняет функции главного административного сотрудника и подчинятся совету, состоящему из пяти гражданских сотрудников.
Комиссары назначаются мэром города и утверждаются городским советом. Занимать данную должность можно не больше двух пятилетних сроков. Члены совета тратят на работу 25-30 часов в неделю, выступая в качестве голоса граждан в делах полиции. Они отображают интересы общества, рекомендуют реформы, направленные на:
Заседания совета проходят еженедельно и следуют опубликованной повестке дня, состоящей из рутинных вопросов, представляющих интересы для департамента, а также вопросов политики, которые могут представлять интерес для сообщества
Шеф полиции — самый высокопоставленный сотрудник департамента. Назначается мэром, подлежит утверждению комиссарами и городским советом, и занимает должность максимум два пятилетних срока.
Отвечает за планирование, эффективное управление и функционирование департамента под руководством Совета Комиссаров полиции. Шеф распоряжается годовым бюджетом 1.189 млрд долларов и командует 10,354 офицерами под его юрисдикцией. Заработная плата на должности шефа полиции Лос-Анджелеса в 2018 году составляет 307291 долларов.
Его можно часто встретить на улице города за рулем мотоцикла департамента. Шеф любит, в свободное от основных обязанностей время, заниматься патрульной деятельностью.
Он также является чемпионом страны по полицейскому и пожарному мотокроссу. В его копилке множество медалей с государственных, национальных и международных соревнований.
Общая структура
Департамент поделен на несколько офисов, каждый из которой охватывает спектр задач. Офисами руководят офицеры в звании Assistant Chief. Пример общей структуры:
—— Divisions/Area (Дивизия, Зона покрытия)
——— Section/Platoon/Unit (Секция, Платун, Юнит)
Office of Operations
Офицеры офиса операций занимаются патрульной деятельностью, как пешей, так и на автомобилях. Отдельные юниты используют для передвижения велосипеды, квадроциклы и небольшие скутеры.
Office of Special Operations
Здесь сосредоточены дополнительные силы департамента, которые нужно задействовать при борьбе с преступниками. К примеру, при каждом преследовании в воздух поднимается вертолет, который координирует офицеров снизу и не дает преступнику покинуть поле зрения офицеров.
Counter-Terrorism and Special Operations Bureau
Бюро предоставляет департаменту специализированные тактические ресурсы для поддержки операций во время повседневной деятельности. Члены бюро оказывают помощь во время серьезных беспорядков и повышенной угрозы терроризма. В состав бюро входят такие дивизии как: Air Support (воздушная поддержка) и Metropolitan (борьба с преступностью), куда входит, пожалуй самая интересная — S.W.A.T.
Special Weapons and Tactics (Platoon D) — элитное подразделение департамента, куда закрыт вход обычным офицерам. Чтобы попасть в данную дивизию, кандидаты должны отработать в департаменте минимум 2 года, а также пройти все психологические и физические тесты.
Задачи дивизии:
В качестве вооружения офицеры метро используют штурмовые винтовки CAR-15 и M4, дробовики Remington 870, а также более легкие пистолеты-пулеметы.
Офицеры Platoon D очень часто передвигаются на немаркированных автомобилях. Специальную технику, которая продемонстрирована выше, используют только при серьезных спецоперациях.
Detective Bureau
1600 детективов, включающих в себя 21 географическую детективную команду, обеспечивают расследование уголовных и экономических преступлений и ведут борьбу с преступными группировками. Бюро поделено на 7 дивизий, из которых можно отметить следующие:
Office of Administrative Services
Офис отвечает за набор новых сотрудников, подготовку и проведение тренингов для действующих офицеров. Отдельная дивизия ведет учет личных дел офицеров, выдает справки и контролирует оборот денежных средств департамента.
Звания
В департаменте присутствует строгая иерархия званий. Каждому званию соответствует шеврон или петлица. По статистике 90% сотрудников уходят на пенсию или заканчивают службу в ранге обычного офицера.
Продвижение по службе в департаменте разделено на два типа: назначение на более высокий уровень оплаты труда и продвижение.
Назначение происходит без изменения класса званий. Например, повышение с Police Officer II до Police Officer III. Или с Detective I до Detective II.
Продвижением же обозначается переход от одного класса званий к другому. Например, повышение офицера до звания сержанта или детектива.
Staff Officers — руководящие звания департамента.
Commanding Officers — командующие офицеры: Lieutenant, Captain, Commander (Лейтенант, Капитан, Коммандер). Занимают пост руководителя юнита или дивизии. В патрульном дивизионе отвечают за всю смену в подконтрольном им районе.
Sergeant Team — контролируют работу патрульных офицеров, проводят брифинги перед началом смены, берут на себя функции старшего на ситуациях.
Detectives — занимаются расследованием уголовных преступлений. Существует три ступени данного звания — I/II/III. Два высших ранга — руководящие. Детективы в данном звании могут возлагать на себя функции сержантов.
Police Officers — рядовые патрульные. Старшее звание в данной категории — Police Officer III+1, самое младшее — Police Officer I. Между ними расположились еще два ранга.
После получения звания Police Officer II следующие два, три года у сотрудника уходят на патрулирование и возможность получить перевод в один из специализированных юнитов (Metro, отдел воздушной поддержки и т.д.).
Чтобы получить возможность сдать экзамен на сержанта или детектива офицер должен иметь общий стаж работы не менее 4 лет.
Условия работы
Полицейские Лос-Анджелеса работают три дня в неделю по 12 часов или четыре по 10 часов. В течении первых 10 лет работы сотрудник департамента имеет право на тринадцать дней оплачиваемого отпуска ежегодно и 15 дней за свой счет.
С зарплатой дела обстоят так:
62118 долларов — базовый оклад сотрудника Департамента при поступлении в полицейскую академию, выплачивается до момента ее окончания.
65521 долларов — оклад полицейского первой классификации на испытательном сроке после окончания академии.
70240 долларов — оклад полицейского второй классификации, не имеющего диплома об окончании колледжа, военного опыта или предыдущего опыта работы в правоохранительных органах
72976 долларов — оклад полицейского второй классификации, который получил высшее образование (АА или выше) или имеет по крайней меньшей мере двухлетний военный или предшествующий опыт работы в правоохранительных органах.
Полицейская академия
Чтобы стать полноправным офицером полиции кандидату необходимо закончить полицейскую академию. Процесс поступления довольно сложный и состоит из 7 шагов: онлайн-заявление, эссе, полиграф, сдача физических нормативов, интервью с офицерами департамента, медицинское и психологическое обследование, сертификация на должность.
Если кандидат прошел успешно все шаги он считается зачисленным в академию. Обучение длится 6 месяцев и полностью оплачивается.
После выпуска студент становится офицером полиции и получает звание Police Officer I с испытательным сроком в один год. Прошедшие испытательный срок получают повышение, а не прошедшие отправляются на переаттестацию.
Альтернативный способ устройства в департамент — резервные офицеры. Члены программы являются административными сотрудниками полиции, по началу работающими в рамках общественных отношений или совместно с детективами.
Департамент также активно развивает кадетскую программу, участие в которой могут принять подростки от 13 до 20 лет. Это так называемая «полицейская академия для детей». Подростки изучают законодательные нормы, посещают различные дивизии департамента, работают совместно с сотрудниками на улицах, улучшают свою физическую форму. Обучение в данной программе длится 15 дней, занятия проходят каждую субботу. Внутри кадетской программы присутствуют деление на полицейские звания (сержанты, капитаны, лейтенанты и т.д.)
Автопарк
Почти на всех автомобилях департамента на заднем бампере располагаются две наклейки «нет оправдания домашнему насилию» и «следите за дорожной операцией». Задние двери патрульных автомобилей открываются только снаружи, чтобы снизить риск побега. Каждый патрульный автомобиль оснащен проблесковыми маячками в виде «люстры» сверху и дополнительными, которые могут располагаться по корпусу машины.
Стандартные патрульные автомобили — Ford Crown Victoria и Dodge Charger. Сержанты используют для патрулирования внедорожники с медиа-оборудованием внутри багажного отделения.
Помимо стандартных патрульных автомобилей автопарк департамента включает в себя мото и вело-технику, автомобили S.W.A.T., роботов для обезвреживания бомбы, самолеты и вертолеты.
В конце 2015 года департамент взял на тестирование электромобили Tesla и BMW.
Детективы и члены Metro могут передвигаться на немаркированных автомобилях (гражданская окраска, без люстр сверху). Такие автомобили сливаются с городскими, что обеспечивает работу под прикрытием.
Вооружение и экипировка
В патрульном автомобиле располагается нелетальный дробовик и дополнительные бронежилеты. А после перестрелки в Серверном Голливуде с двумя грабителями банка полиция Лос-Анджелеса стала вооружаться M16, а автомобили усилили специальными вставками в двери.
Патрульная форма одинакова у всех офицеров — черные брюки и рубашка. Единственное отличие — это шевроны, которые определяют ранг полицейского и принадлежность к дивизии.
На левой стороне груди располагается значок, подтверждающий звание офицера и его табельный номер. На правой стороне груди — плашка с фамилией офицера.
На рукавах, около запястья, у некоторых офицеров можно встретить отметки, которые показывают срок службы сотрудника.
Нагрудные камеры
Полиции США очень часто приходится оправдывать свои действия перед общественностью. Особенно остро данный вопрос возникает, когда действия офицеров приводят к смерти преследуемого или подозреваемого.
В 2013 году первые 30 офицеров стали участниками пробной программы по оснащению патрульных камерами, прикрепленными на форму. А с 2014 года началось постепенная закупка камер для всех офицеров.
В марте 2015 года полицейские Лос-Анджелеса застрелили 43-летнего Чарли Кюнэнга, который отказался вылезать из своей палатки, стоящей на South San Pedro Street. Данный инцидент был заснят на камеру мобильного телефона и получил большую огласку в СМИ.
Полицейский департамент тогда опубликовал записи с нагрудных камер офицеров, чтобы внести ясность в происходящее. На некоторых записях видно, как Чарли потянулся к пистолету одного из офицеров, после чего и был убит тремя сотрудниками департамента. Действия офицеров были признаны правомерными.
Интересные медиа-файлы
Two time honored traditions: the class chant and tossing of the hats by the graduating recruits. with a special fl… https://t.co/sTH4zAegjU
Заключение
Вторая жизнь АТФ: от главной батарейки до нейромедиатора
Микроглия, которая поддерживает работоспособность нервной системы, да и сами нейроны, вовсю экспонируют некие рецепторы. Активатором для них служит АТФ.
Автор
Редакторы
Статья на конкурс «Био/Мол/Текст»: Все знают АТФ. Но чем занимается АТФ вне клетки? Во что вылилась «пуримагическая гипотеза»? Каким образом клеточное «топливо», синтезируемое в организме буквально килограммами, становится тонким нейромедиатором? Какие клеточные рецепторы могут разрушать наш организм? Обо всём этом вы узнаете из данной статьи.
Конкурс «Био/Мол/Текст»-2020/2021
Эта статья участвовала в конкурсе «Био/Мол/Текст»-2020/2021 в номинации «Свободная тема» и будет опубликована в журнале «Наука и жизнь».
Генеральный партнер конкурса — ежегодная биотехнологическая конференция BiotechClub, организованная международной инновационной биотехнологической компанией BIOCAD.
Спонсор конкурса — компания SkyGen: передовой дистрибьютор продукции для life science на российском рынке.
Спонсор конкурса — компания «Диаэм»: крупнейший поставщик оборудования, реагентов и расходных материалов для биологических исследований и производств.
Вездесущий АТФ
Аденозинтрифосфат (АТФ; рис. 1) — это одна из самых важных молекул в нашем организме. Чаще всего АТФ рассматривается как универсальное топливо для многочисленных «молекулярных машин» и реакций в наших клетках. АТФ одна из самых реакционноспособных молекул на планете. Без него сама жизнь в том виде, в котором она есть сейчас, была бы невозможна.
Рисунок 1. Аденозинтрифосфат (АТФ) — «батарейка» всех клеточных процессов, состоящая из пуринового основания аденина, сахара рибозы и трех остатков фосфорной кислоты, которые хранят в своих связях внушительное количество потенциальной энергии.
Изначально его источником служил лишь бескислородный процесс гликолиза в цитоплазме. Такой способ оказался довольно неэффективным и мог снабжать энергией лишь доядерных прокариот. Появление в клетках верных вассалов-митохондрий позволило вывести производство АТФ на качественно новый уровень и получать его в недостижимых ранее количествах. В митохондриях это происходит при помощи цикла Кребса. Благодаря окислительному фосфорилированию, протекающему в этих органеллах, и клеточному дыханию возникло всё наблюдаемое нами многоклеточное биоразнообразие. Поэтому АТФ в клетках стало много, а за сутки общее количество расходуемого и вновь синтезируемого вещества в нашем теле исчисляется килограммами. Подробнее про синтез АТФ и появление митохондрий можно прочитать на «Биомолекуле» [1].
Более удивительным оказалось то, что и молекула АТФ, и «топливные отходы», получающиеся в результате разрыва фосфатных связей (энергия которых и используется клетками живых организмов для поддержания своей жизнедеятельности), являются частью обширного сигнального аппарата. Эта древняя система сигнализации охватывает весь организм и запускает сложные, порой необратимые, клеточные процессы. Она сообщает нам, когда идти спать, и она же заставляет нас кричать от боли. Находясь на службе клеточного иммунитета, она может как спасти организм от инфекции, так и привести к гибели клеток, став причиной множества воспалительных заболеваний. Более того, АТФ напрямую участвует в регуляции нашей нервной деятельности и служит эффективным нейромедиатором. Однако далеко не сразу эта функция стала очевидной. Для этого потребовались годы усердной работы и исключительное упрямство одного исследователя.
История одного открытия
Люди всегда будут критиковать. Прислушивайся к каждому возражению и проверяй его на практике. И если вдруг окажешься неправ, то ты должен быть первым, кто об этом объявит!
Ульф фон Эйлер,
лауреат Нобелевской премии по физиологии или медицине 1970 г.
Началось всё с того, что в начале 1960-х годов британский ученый-нейробиолог Джеффри Бёрнсток (рис. 2) совершил открытие [2].
Рисунок 2. Джеффри Бёрнсток (1929–2020 гг.). Человек, который своими исследованиями подарил АТФ новую жизнь.
Пребывая в Австралии, Бёрнсток исследовал возбуждение гладкой мускулатуры кишечника морской свинки при помощи электрического тока. Можете не волноваться, он работал на срезе ткани, а не на живой свинке. В то время появились новые электрохимические методы, освоив которые, ученому не терпелось перейти к практике. Ему стало интересно проверить, как гладкая мускулатура будет реагировать на ток в условиях полной блокировки всех известных нервных рецепторов в конкретном срезе ткани. Частая практика у нейробиологов — заблокируй лишние рецепторы нейротоксинами, которыми нас снабдила сама эволюция в лице ядовитых растений и животных (ну и заодно химиков-синтетиков), а потом спокойно изучай то, что осталось рабочим.
Для начала он обработал ткань 6-гидроксидофамином (рис. 3а). Это синтетический нейротоксин, который нарушает работу дофаминовых и адренергических рецепторов. Затем нужно было заблокировать второй известный тип рецепторов — ацетилхолиновые. Для этого он накачал ткани атропином (рис. 3б), чтобы наверняка отключить все холинорецепторы.
Рисунок 3. Блокаторы Бёрнстока. а — 6-гидроксидофамин (он же 6-OHDA). б — Атропин — растительный алкалоид, известный блокатор ацетилхолиновых рецепторов.
Далее он ввел электрод и простимулировал ткани коротким электрическим импульсом. Ожидалось, что гладкая мускулатура неотвратимо сократится под действием электричества, однако ничего подобного не произошло. Какая-то неведомая сила противодействовала импульсам тока и запускала процессы, мешающие сокращению. На записях электрических сигналов наблюдалась выраженная гиперполяризация, а мышцы расслаблялись даже при серии таких импульсов.
Про потенциал действия
Дело в том, что при потенциале покоя [72] поверхность клеточной мембраны нейрона внутри и снаружи заряжена по-разному: внутри отрицательно, а снаружи положительно. При закачке положительных ионов в клетку, таких как кальций и натрий, потенциал внутренней поверхности мембраны начинает смещаться в положительную сторону и стимулирует нервное возбуждение (рис. 4). «Полюса» начинают двигаться навстречу друг другу, приводя к так называемой деполяризации, пока не достигнут порогового положительного значения. Надо сказать, что существуют тормозящие ионные каналы, которые впускают в клетку отрицательные ионы (хлора, например), либо выпускают наружу положительные (калий). Также есть рецепторы, которые не дают выделяться нейромедиаторам возбуждения. Проще говоря, всячески препятствуют деполяризации мембраны.
Рисунок 4а. Потенциал действия. Нервная клетка, проводящая потенциал действия по аксону.
Рисунок 4б. Потенциал действия. Схема активации потенциала действия. Подробнее о потенциале действия и методах изучения нервной системы можно прочесть в статье «12 методов в картинках: нейробиология» [3].
Такое перетягивание каната позволяет сформировать адекватный ответ на стимул и определяет конечную «положительность» заряда внутренней поверхности мембраны. Потенциал действия работает по принципу «всё или ничего». Только достигнув некоего внутреннего положительного порога, мембрана нейрона волнообразно передает потенциал действия к месту назначения и снова становится отрицательной (фаза реполяризации). Однако то, чем смещать разницу потенциалов на мембране и передавать по нервам потенциал действия, — электрическим током или входом заряженных ионов, — не имеет значения. Именно поэтому мышцы сокращаются и под действием электрического разряда, прямо как в фантастическом романе о монстре Франкенштейна. Процессом, обратным деполяризации, является гиперполяризация, при которой потенциал действия невозможен. Именно ее и наблюдал Бёрнсток в своем эксперименте.
На его счастье, в тот момент Бёрнсток работал с аспирантом из Японии, который использовал свои связи на родине и достал для исследователя знаменитый тетродотоксин (рис. 5а) из рыбы фугу (рис. 5б). Более подробно про тетродотоксин и с чем его едят, можно узнать, прочитав статью, опубликованную на «Биомолекуле» моим однокурсником: «Тетродотоксин — история элегантного убийцы» [4]. Вкратце, этот токсин известен тем, что может блокировать нервную проводимость и как пробка затыкать натриевые каналы. Однако он не лишает гладкую мускулатуру способности сокращаться. Смертоносное вещество было также принято Бёрнстоком в работу.
Рисунок 5а. Остолбеней! Структура тетродотоксина довольно уникальна по своей природе. Благодаря положительному заряду гуанидиновая группа ловко маскируется под гидратированные ионы натрия и проникает в пору натриевого канала. Однако за ней идет объемная клетка, сшитая из атомов углерода и кислорода, и утыканная гидроксильными группами. Она накрепко застревает в лоне ионного канала, препятствуя ходу ионов.
Рисунок 5б. Остолбеней! Рыба фугу — самый известный источник тетродотоксина. Однако виной всему не сама рыба, а обитающие в ней бактерии-симбионты. Именно они служат поставщиками яда в ее органах. Фугу считается экстремальным деликатесом в Японии, а для права ее приготовления повару требуется специальная лицензия. Остаточные дозы тетродотоксина в мясе все еще способны вызвать онемение губ и языка у отъявленных гурманов.
После его применения реакция на электрический разряд наконец стала такой, какой ожидалось — гиперполяризация пропала, а мышцы сократились. Вывод был очевиден: в нервах гладкой мускулатуры кишечника присутствовали неизвестные рецепторы (не холинергические и не адренергические), которые противодействовали сокращению и выполняли функции, тормозящие нервный импульс [5]. Начался усиленный поиск вещества, которое могло бы служить активатором этих новых загадочных рецепторов. К поиску применялся ряд стандартных критериев, таких как:
Однако испробованные нейропептиды, моноамины и аминокислоты не удовлетворяли заданным критериям. Как это часто бывает, подсказки лежали под ногами — следовало лишь немного покопать. Дело в том, что задолго до работы Джеффри Бёрнстока множество ученых уже натыкались на странное воздействие внеклеточных пуринов (гетероцикл пурина служит основой для аденозина в молекуле АТФ) на сердечную мышцу и кровеносные сосуды, но не придали этому большого значения. Например, знаменитый биохимик Альберт Сент-Дьердьи (рис. 6а) — тот самый, что впервые выделил витамин С (одновременно с Чарльзом Кингом), — также провел ряд фундаментальных исследований мышечного сокращения. В своей работе 1929 года Сент-Дьерди отметил, что введение пуриновых соединений в кровь животным влияло на их сердечный ритм [6]. Позже Памела Холтон (рис. 6б) в 1959 году замечала, что АТФ выделяется при стимуляции нервов в ушных артериях кролика и ведет к расслаблению стенок сосудов [7]. Однако никто из них не пошел в своих рассуждениях дальше и не узнал, насколько глубока эта кроличья нора.
Рисунок 6. Исследователи, работы которых помогли Джеффри Бёрнстоку отыскать новый нейромедиатор. Альберт Сент-Дьёрдьи (а) и Памела Холтон (б).
Вооружившись этими знаниями и проведя ряд опытов, Бёрнсток со своим коллегой Дэвидом Сэтчеллом доказали, что АТФ действительно активирует как стимулирующие, так и тормозящие эффекты в разных типах тканей организма. Статья об этом вышла в 1970 году [8]. Тем более, тогда уже стало известно о внеклеточных ферментах, способных расщеплять АТФ. Ничего не оставалось, кроме как признать, что аденозинтрифосфат является тем самым нейромедиатором и выдвинуть гипотезу о пуринергической передаче сигнала. Слово «пуринергическая» придумал сам Бёрнсток. Рецепторы, связанные с этим типом передачи сигнала, позже стали называть «пуринергическими», или «пуринорецепторами». Вернувшись в Англию, ученый столкнулся с недоверием со стороны коллег. В то время также был популярен так называемый принцип Дейла. Этот принцип Бёрнсток и многие другие нейробиологи того времени трактовали как утверждение, что один нейрон может осуществлять передачу сигнала при помощи только одного нейротрансмиттера (например ацетилхолина) и уж никак не при помощи нескольких разных. Тем более, при помощи АТФ. К слову, сам Генри Дейл имел в виду немного другое, но кто его слушал. Всем казалось маловероятным, что вездесущая молекула, источник энергии клеток, может участвовать в тонких процессах регуляции нервной деятельности.
Рисунок 7. Джеффри Бёрнсток. Фотография сделана в 1970 году в Мельбурне — как раз в тот год, когда была опубликована его первая статья о роли АТФ в качестве нейромедиатора.
В 1972 году вышла большая обзорная статья с выдвинутой ученым гипотезой о пуринергических нейротрансмиттерах и их возможной совместной трансмиссии с другими рецепторами нейронов (долой принцип Дейла!) [9]. Эта статья вызвала большой резонанс и стала причиной множества дебатов. Ее можно смело назвать кульминацией сделанных Бёрнстоком открытий в рамках его концепции о пуринергической передачи сигнала. В ней Бёрнсток также сетовал, что результаты его работ списывают на артефакты и ошибки эксперимента. Гипотеза Джеффри продолжала получать сопротивление в научных кругах на протяжении почти двух десятков лет. Некоторые оппоненты заявляли, что посвятят жизнь разрушению «пуринергической теории». Уважаемые ученые спорили до хрипоты, а один и вовсе назвал Бёрнстока «изобретателем пуримагической гипотезы» [2].
Но исследователь не сдавался и упрямо продолжал работу. Следующим шагом предстояло выяснить, что же собой представляют рецепторы, которые могут активироваться сигнальными молекулами АТФ, либо продуктами его распада (АТФ → АДФ → АМФ → аденозин → аденин).
Когда я говорю «семейство рецепторов», имеется в виду то, что раньше (в эволюционно древние времена) они кодировались одним геном, но в результате генетической дупликации возникли его видоизмененные копии, благодаря которым появилось разнообразие родственных рецепторов. Такие белки обычно объединяются в одно семейство и сохраняют высокое сходство последовательности и структурной укладки, но могут выполнять разные функции. Это разнообразие особенно велико, если ген белка — ключевой в выживании и эволюции вида при естественном отборе. Например, яды актиний, змей и пауков накопили целые комбинаторные библиотеки из многочисленных видоизмененных копий одного гена какого-нибудь пептидного токсина (который ранее вообще мог исполнять роль протеазного ингибитора, а не молекулярного оружия). Происходило это в результате эволюционного поиска и адаптации яда к своим жертвам, устойчивость которых тоже не стояла на месте в процессе эволюции. Подробнее про это читайте в статьях «Великому комбинатору и не снилось: комбинаторика токсинов пауков» [11] и «Яды — высокоточное оружие: компьютерное исследование природных нейротоксинов» [12]. Разнообразие же родственных пуринорецепторов у млекопитающих обусловливается усложнением организма и нервной системы в целом.
Это деление на семейства было условным и сделано исключительно по фармакологическим показателям. Рецепторы семейства P1 блокировались метилксантинами и активировались аденозином, в то время как члены семейства P2 в основном реагировали на АТФ, а метилксантины были над ними не властны.
В 1985 году Бёрнсток установил, что и P2-рецепторы можно поделить на два подсемейства — P2X и P2Y [13]. Было это сделано, опять же основываясь на их фармакологии и разной чувствительности к АТФ и его метиленовым производным.
Однако развитие методик молекулярного клонирования [14], [15] в начале 90-х наконец приоткрыло завесу тайны над загадочными пуринорецепторами. Вначале были клонированы и охарактеризованы рецепторы P1, а потом дошла очередь и до P2. А дальше завертелось. Бёрнстоку окончательно поверили. «Пуримагическая гипотеза» потеряла свою магию и перестала быть гипотезой. Исследователи со всего мира бросились изучать новые рецепторы, а количество публикаций на тему «пуринергическая передача сигнала» начало расти буквально в геометрической прогрессии (рис. 8).
Рисунок 8. Количество работ, посвященных пуринергической передаче сигнала, в период с 1972 по 2012 год. Как видно из графика, начало 90-х стало переломным моментом в этой сфере исследований.
Также пуринергическую передачу сигнала стали называть «вторая жизнь», или «вторая профессия АТФ». Таким образом, Джеффри Бёрнсток оказался на коне и моментально попал в топ самых цитируемых ученых в мире. Благодаря развитию рентгеновской кристаллографии и электронной микроскопии, с конца нулевых и на протяжении 2010-х были получены трехмерные структуры рецепторов, позволившие нам разглядеть их строение. Еще одно фундаментальное знание о функционировании нашего (да и не только нашего) организма легло в копилку современной биомедицины.
Пуринергическая передача сигнала: что мы знаем теперь?
А знаем мы довольно много. Пуринергическая передача сигнала отвечает не только за нейромедиацию. Это комплексная система, затрагивающая все уровни организма. Пуринорецепторы отвечают за осязание, боль, регуляцию сердечного ритма, сокращение гладкой мускулатуры, а также выделение желчи и эндокринных гормонов. Что немаловажно, они вовлечены в клеточный иммунитет, а нарушение их работы служит причиной разных патологических состояний в организме. «Принцип Дейла» к нашему дню окончательно потерял актуальность. Теперь всем известно, что один нейрон может экспонировать на своих нервных окончаниях сразу несколько разных рецепторов и использовать для передачи сигналов разные молекулы-нейромедиаторы.
Пуринергические рецепторы работают в совокупности с другими нейронными рецепторами и регулируют нашу нервную деятельность. Классификация Джеффри Бёрнстока верна и работает до сих пор, за тем исключением, что в 2002 году у грызунов смогли найти и клонировать пуринорецепторы третьего семейства, которое реагирует на аденин — последнюю ступень деградации АТФ внеклеточными ферментами (казалось бы, ну сколько уже можно резать несчастную молекулу?) [16]. Новое семейство назвали P0. Оно насчитывает всего два представителя — AdeR1 и AdeR2 (то есть «адениновые рецепторы 1 и 2»), которые были обнаружены в центральной нервной системе лабораторных мышей, крыс и хомяков. Чтобы не запутаться в моем рассказе, лучше поглядывать на классификацию всех этих товарищей, представленную на рисунке 9.
Рисунок 9. Классификация пуринорецепторов
схема создана автором статьи при помощи Flowchart Maker & Online Diagram Software
Эта надежная, как швейцарские часы, система работает по цепочке (рис. 10). Сперва из клетки выделяется АТФ. Это происходит разными путями. Оказалось, что существуют специальные каналы и полуканалы (такие как паннексин-1) для высвобождения нуклеотидов, а также особые белки-переносчики для их переноса во внеклеточную среду. (Эволюция системы по переносу пуринов во внеклеточное пространство, пожалуй, заслуживает отдельной статьи.) Однако чрезвычайно много АТФ может выделиться, если содержащие его клетки будут повреждены или полностью разрушены в результате полученных ранений или некроза тканей. Это так называемый литический путь — то есть связанный с лизисом клеточной мембраны. На заре открытия пуринорецепторов такое выделение АТФ во внеклеточную среду казалось единственно возможным путем их активации. Сюда мы также запишем всевозможные травмы и переломы, в том числе хирургическое вмешательство. Всё это неизбежно приводит к чрезмерной активации пуринорецепторов и ко всяким нехорошим стрессовым состояниям. В целом, массовое выделение АТФ во внеклеточное пространство — это один из главных сигналов опасности для организма.
Рисунок 10. Упрощенная схема пуринергической передачи сигнала. Через специальные полуканалы, такие как паннексин-1, во внеклеточное пространство выходит АТФ, который, вкупе со своими продуктами распада, активирует разные пуринорецепторы.
Естественно, АТФ может высвобождаться из везикул в синапсах, как и положено всем порядочным нейромедиаторам. Аденозинтрифосфат, будучи первичным передатчиком сигнала и нейромедиатором, в первую очередь воздействует на трансмембранные ионные каналы семейства P2X. Эти рецепторы мгновенно запускают потенциал действия по нейронам, а также способны активировать различные биохимические пути, благодаря току входящих в клетку ионов.
Далее вступают в дело различные семейства рецепторов, сопряженных с G-белком, или GPCR (от англ. G-protein coupled receptors). Первым подхватывает эстафету семейство P2Y — некоторые члены которого также активируются АТФ (рис. 11а). Затем внеклеточные ферменты, которые называются 5′-эктонуклеотидазами, по очереди отрезают от АТФ остатки фосфорной кислоты. Все продукты такого распада находят свое применение.
Первой ступенью деградации нуклеотида окажется аденозиндифосфат (АДФ) (рис. 11б). Он пойдет на активацию других членов подсемейства P2Y. Также некоторые «игреки» реагируют на целый пул различных пиримидинов с остатками фосфорной кислоты: УТФ (рис. 11в), УДФ (рис. 11г) и УДФ-глюкозу (рис. 11д).
Рисунок 11. Лиганды-активаторы пуриновых рецепторов P2Y. а — Аденозинтрифосфат (АТФ). б — Аденозиндифосфат (АДФ). в — Уридинтрифосфат (УТФ). г — Уридиндифосфат (УДФ). д — Уридиндифосфат-глюкоза (УДФ-глюкоза).
Затем АДФ распадется до аденозинмонофосфата (АМФ), а тот, в свою очередь, до аденозина (рис. 12а) — каркаса АТФ, лишенного остатков фосфорной кислоты. Аденозин окажет влияние на сопряженные с G-белком рецепторы семейства P1. К слову, аденозин может получаться при разрушении цАМФ («посыльного» G-белков), а также производиться в клетке de novo.
Однако на аденозине дело не заканчивается. У грызунов есть свои уникальные GPCR — вышеупомянутые рецепторы P0. В качестве лиганда они выбрали продукт распада аденозина — молекулу аденина (рис. 12б). P0-рецепторы изучены пока недостаточно хорошо, а существование их у людей до сих пор спорно.
P2X: хороший, плохой, трансмембранный
Мы знаем множество историй, как дельфины помогали утопающим доплыть до берега. Просто некому было рассказать, как они толкают людей в противоположную сторону.
Цитата из интернета
Рисунок 13. Ричард Алан Норт. Ученый, который работал во главе исследовательской группы, выделявшей и клонировавшей ДНК P2X-рецепторов с 1993 по 1998 годы.
P2X-рецепторы — это самые настоящие мембранные ионные каналы (ионотропные рецепторы), которые активируются АТФ и только АТФ. Исходя из названия статьи, на них мы остановимся более подробно. Хоть я и рассматриваю все семейства рецепторов в рамках пуринергической передачи сигнала, стоит оговориться, что P2X не имеет ничего общего с относительно родственными между собой GPCR типа P0, P1 и P2Y.
Семь разновидностей P2X-рецепторов найдены по всему организму млекопитающих, включая клетки нервной системы (рис. 10). Однако распространены они неравномерно, и разные клетки синтезируют разные наборы этих рецепторов. Тип клеток определяет состав набора и функции, которые в них выполняют рецепторы. Их ДНК была клонирована, а последовательности охарактеризованы на протяжении 1990-х. Здесь нужно отдать должное научной группе под руководством Ричарда Алана Норта (рис. 13).
Рисунок 14. Упрощенная схема одной из трех субъединиц P2X-рецептора. Каждая субъединица состоит из двух трансмембранных спиралей (ТМ1 и ТМ2). Концы внутри, а снаружи внеклеточная петля. При открытии канала подвижна TM2, а ТМ1 остается статичной.
В 2009 году наступил следующий важный этап в изучении P2X-рецепторов. На этот раз группа американских ученых под руководством Тосимицу Каватэ при помощи рентгеноструктурного анализа впервые получила трехмерную структуру рецептора P2X4 из рыбки Danio rerio [18] (спойлер: ученые на этом не остановились и продолжили получать структуры всех остальных «иксов» из разных организмов). Наконец-то мы увидели P2X-рецепторы воочию! Ионный канал оказался тримером, собранным из трех отдельных белковых молекул-субъединиц. Знатоки отметят, что похожей структурой тримера обладают кислоточувствительные ионные каналы (ASICs, от англ. acid-sensing ion channels), однако их аминокислотная последовательность не имеет ничего общего с P2X-рецепторами.
Аминокислотная последовательность субъединиц определяет тип P2X-рецептора. Каждая субъединица пронизывает клеточную мембрану двумя спиралями, ее N- и С-концы находятся внутри клетки, а над мембраной во внешний мир возвышается замысловатый домен (рис. 14).
Все три части, сложенные вместе, могут раскрываться и закрываться, подобно лепесткам на объективе фотоаппарата, формируя ионный канал. Но не это было самым замечательным. Каждая субъединица неуловимо напоминала всем образ дельфина (рис. 15а)! А весь рецептор целиком — это три переплетенных в объятиях млекопитающих (рис. 15б). Ученые до сих пор используют этот метафорический образ для того, чтобы свободнее ориентироваться в строении рецептора и рассуждать об аминокислотных остатках на спинном плавнике или, например, в голове. В целом, такое строение характерно для всех P2X-рецепторов.
Рисунок 15. Мне под кожу бы, под кожу мне / Запустить дельфинов стаю. а — Схематичное строение субъединицы P2X-рецептора в виде дельфина. б — Три таких «дельфина»-субъединицы, объединенные в рецептор-тример.
Единственным эндогенным ключом к дельфиньему братству является АТФ. Три молекулы этого нуклеотида встраиваются в карманы между «дельфинами» и производят открытие ионного канала (рис. 16). Все рецепторы, несмотря на одинаковую структурную укладку и тесные родственные связи, по-разному реагируют на АТФ.
Рисунок 16. Механизм работы P2X-рецептора. а — Закрытый P2X-рецептор (вид сбоку и сверху). б — Открытый рецептор. Для активации рецептора и открытия канала необходимо встраивание трех молекул АТФ (выделены зеленым) в консервативные сайты связывания.
Кому-то из P2X хватает маленькой концентрации АТФ, чтобы открыться и быстро схлопнуться обратно, на время потеряв чувствительность. Кто-то продолжает работать без остановки, пока рядом есть АТФ. Уникальный в своем роде P2X7-рецептор имеет несколько режимов работы: один для низких и один — для высоких концентраций агониста. При продолжительном воздействии большого количества АТФ он раскрывается еще шире, образуя гигантскую пору в клеточной мембране. От таких огромных порталов во внешний мир клетка явно будет не в восторге.
Агонист активатор рецептора. В противоположность антагонисту, который мешает его работе.
Рисунок 17. Классификация P2X-рецепторов и их гетеромеров. Выделенный темно-серым P2X6-тип не может формировать рецептор без помощи других типов, а вот у P2X7 (красный), наоборот, отсутствуют гибриды с другими типами рецепторов (пока спорно).
Стоит отдельно сказать о существовании в организме «химер», которые слеплены из субъединиц различных типов и комбинируют их свойства (рис. 17). Например, субъединица P2X6 может существовать только в виде микса с субъединицами других типов. А вот уникальный P2X7 настолько отличается от других, что формирует рецептор исключительно из своих субъединиц [21].
P2X-рецепторы — это неселективные ионные каналы, которые не специализируются на каком-то конкретном типе ионов. Это весьма разносторонние личности. Они пропускают ионы калия, натрия, кальция, а иногда и хлора. А еще через них, как песок сквозь пальцы, калий может вытекать наружу. Однако именно способность пропускать кальций делает их такими многофункциональными. Ведь ионы кальция — это важнейший передатчик внутриклеточных сигналов в организме (один из вторичных мессенджеров), от него зависят многие каскады реакций. Наше сердце бьется в такт благодаря строго выверенным дозам кальция и не без помощи P2X-рецепторов [22]. Не зря кальцию посвящен целый научный журнал под названием Cell Calcium. Никакие другие ионы такой чести не удостаивались. Как тебе такое, натрий?
P2X-рецепторы выполняют самые разнообразные функции в организме, а каждое новое исследование открывает целый пласт процессов, в которые они оказываются вовлечены. Часто, благодаря их схожести, роли «иксов» пересекаются друг с другом, в зависимости от их локализации. Главными из них принято считать регуляцию сердечно-сосудистой деятельности и передачу сигналов в нервной системе. Тем не менее для того, чтобы рассказать про каждый аспект их влияния, придется написать целую книгу, поэтому пробежимся по наиболее важным и интересным функциям.
Например, семявыводящие протоки у мужчин сокращаются во время эякуляции при помощи P2X1-рецептора. Мыши-самцы с нокаутированным геном этого рецептора не могли размножаться. Благодаря чему его даже рассматривали как возможную мишень для создания мужских противозачаточных средств [23], [24]. В кровеносной системе он опосредует сокращение сосудов в ответ на АТФ, который выделяется совместно с норадреналином в качестве нейромедиатора симпатических нервов [25].
P2X2 и его гибриды широко распространены в нейронах, где передают сигналы на синапсах и регулируют нашу нервную деятельность, воздействуя на другие нервные рецепторы, такие как GABA- [26] или NMDA-рецептор [27]. Также известно, что мыши с мутировавшим геном P2X2-рецептора теряли слух [28].
Активация P2X3-рецептора вызывает у нас сокращение мочевого пузыря при мочеиспускании. А еще он крайне необходим в работе вкусовых рецепторов, активации макрофагов, агрегации тромбоцитов и создании болевого сигнала [29].
Что касается последнего, то P2X3-рецептор выступает в роли проводника острой, ноцицептивной боли. К такой можно, например, отнести как боль от пореза пальца листом бумаги, так и боль, вызванную гибелью тканей в результате воспаления. Оказалось, что его эффективные блокаторы можно обнаружить в природе. В Институте биоорганической химии (ИБХ РАН) группа ученых под руководством академика Евгения Васильевича Гришина и при участии Александра Александровича Василевского открыла и выделила пептид из яда пауков рода Alopecosa. Этот пептид показал эффективное ингибирование тока ионов через P2X3-рецептор и был назван «пуротоксин-1» (то есть токсин, блокирующий пуриновые рецепторы) [30]. Новый токсин составил серьезную конкуренцию уже известным синтетическим низкомолекулярным блокаторам P2X-рецепторов. Он показал отличное обезболивающее действие в экспериментах на мышах. При этом его эффективная концентрация оказалась на три порядка меньше, чем у известного низкомолекулярного блокатора A-317491 (для достижения сопоставимого анальгетического эффекта). Пуротоксин-1 прошел все стадии доклинических испытаний и, вполне возможно, через несколько лет окажется на фармацевтическом рынке в качестве ультрасовременного анальгетика. Можно лишь отметить, что яды животных всё еще остаются удивительным источником уникальных биологически активных соединений, которых создали лучшие «биохимики» на этой планете — эволюция и естественный отбор.
P2X4-рецептор экспонируется на клетках эндотелия сосудов и приводит (в отличие от P2X1) к их релаксации. Таким образом он реагирует на АТФ, который высвобождается из эндотелия в условиях стресса при сжатии сосудов (как бы балансирует чаши весов, чтобы мы случайно не померли от гипертонии) [31]. Также он увеличивает сокращение сердечной мышцы [32]. В общем, P2X1 и P2X4 — это те рецепторы, воздействуя на активность которых мы сможем снизить риски сердечно-сосудистых заболеваний. Весьма перспективные мишени для разработки лекарств.
А еще рецепторы P2X4 и P2X7 собаку съели на клеточном иммунитете, воспалении и программируемой гибели клеток [33], [34]. Они активно экспонируются на большинстве иммунных клеток, таких как макрофаги, дендритные или тучные клетки. Без них не обходится ни одно инфекционное заболевание, травмы или вечеринки по поводу внезапных аллергических реакций. У них также самая высокая степень родства и сходства аминокислотных последовательностей [35]. Есть работы, которые говорят о возможности существования гетеромеров между ними на моделях in vitro [36], хотя пока это не было подтверждено в клетках реального организма.
Рисунок 18. Схема субъединицы P2X7-рецептора. Отличительной особенностью этого рецептора является длинная С-концевая цепочка, уходящая вглубь клетки.
Про P2X7-рецептор стоит поговорить отдельно. Ведь это целый кладезь сюрпризов. Попав впервые в центр внимания ученых в 1980 году, он здорово смутил исследователей. Его даже хотели вынести в новое отдельное подсемейство — P2Z [37]. Но, установив аминокислотную последовательность, немного успокоились и оставили в «иксах» [38] (хотя название P2Z нет-нет, да проскальзывает). Отличает его от прочих «дельфинчиков» более длинный С-конец, уходящий вглубь клетки. Это значительно увеличивает размер его субъединицы и существенным образом влияет на сигнальные свойства самого рецептора (рис. 18) [39].
Он обладает гораздо меньшей чувствительностью к АТФ, чем другие его собратья. Но как только агониста станет слишком много, и он начнет поступать непрерывно, — P2X7 уже не остановить. Через него начинает входить кальций и вытекать наружу калий, а это подает сигнал иммунным клеткам о том, что нужно мобилизовать тяжелую артиллерию и вовсю штамповать провоспалительные цитокины [34]. Делают они это при помощи создания больших молекулярных каруселей, которые называются инфламмасомами. Это вспомогательные белковые комплексы, которые участвуют в созревании и высвобождении интерлейкинов. Таким образом, рецептор P2X7 активирует сборку инфламмасомы NLRP3 и, следовательно, служит ключевым звеном в продукции интерлейкина-1β. Полюбоваться этим процессом в подробностях можно на видео:
Видео. Активация и сборка инфламмасомы NLRP3. Ее сборку и последующий синтез интерлейкина-1β напрямую связывают с активацией P2X7-рецепторов и оттоком через них ионов калия. Однако конкретный механизм запуска сборки остается пока под вопросом. На начальном этапе присутствующие в клетке субъединицы инфламмасомы активируют свои связывающие домены в ответ на сигнал стресса (в данном случае на повышенную активность P2X7-рецептора, вызванную всплеском уровня внеклеточного АТФ). Благодаря этому они становятся способны к олигомеризации и образованию сигнальных комплексов в виде колеса. LRR-домены (от англ. leucine-rich repeat), богатые остатками лейцина, располагаются снаружи колеса, в то время как белковые домены пирина (PYD — сокр. от англ. PYRIN domain) формируют круглую платформу в центре. Далее в дело вступает адаптерный белок ASC (сокр. от англ. Apoptosis-associated speck-like protein containing a CARD, где CARD — это caspase-recruitment domain). Этот белок имеет свой пириновый домен (PYD) со стороны N-конца, что позволяет ему соединяться с одноименным доменом инфламмасомы и формировать длинную ось на инфламмасомном кольце. На получившейся оси выступают наружу те самые C-концевые CARD-домены, необходимые для активации каспазы-1. Плавающие в цитозоле молекулы каспазы цепляются за эти домены и образуют активные димеры, в результате чего сами себя активирующие ферменты начинают бодро отрезать от незрелых про-интерлейкинов-1β куски белка, дающие им приставку про-. Каспаза-1 также отрезает куски от про-гасдермина-1, аналогичным образом переводя его в зрелую форму. Активированные молекулы гасдермина-1 формируют поры в клеточной мембране, что приводит к пироптозу — программируемой некротической гибели клетки в результате лизиса мембраны. Сформировавшиеся провоспалительные цитокины, в том числе полученные при помощи NLRP3-инфламмасомы интерлейкины-1β, вырываются наружу, сея хаос и неся воспаление окружающим тканям.
Как я уже говорил, при продолжительном действии большой концентрации агониста, в P2X7-рецепторе открывается большая пора, способная пропускать в клетку крупные растворимые молекулы размером до 900 дальтон. Длительное открытие такой макропоры, в зависимости от типа клеток, инициирует некроз или апоптоз. Причины запуска этих процессов пока непонятны, однако доказано, что открытие макропоры напрямую увеличивает продукцию провоспалительных цитокинов и процент гибнущих клеток. По некоторым версиям, макропора многократно усиливает отток ионов калия, который и так происходит при нормальной работе канала, либо же просто нарушает осмотическое давление клетки. Также продолжительная работа P2X7-рецептора ведет к слиянию мембран активированных макрофагов и образованию гигантских многоядерных клеток с их последующей гибелью. Такое свойство P2X7-рецептора может оказаться полезным, если в иммунные клетки закралась и спряталась болезнетворная бактерия (например, чумная палочка или сальмонелла). Ну или целый внутриклеточный паразит, такой, как риккетсия [41]. Механизм открытия большой поры пока остается загадкой и требует дальнейшего изучения. Ясно лишь, что это как-то связано с удлиненным C-концом и его сайтами связывания [42].
Рисунок 19. Воздействие высоких концентраций АТФ на P2X7-рецептор убивает опухолевые клетки у мышей. На рисунке изображен эксперимент по влиянию АТФ на подсаженные мышам опухоли гормонорезистентного рака простаты DU145. Исходя из свойств P2X7-рецептора, ожидалось, что регулярное воздействие большого количества АТФ станет цитотоксическим для клеток опухоли, либо активирует клеточный иммунитет у окружающих ее тканей. На фото продемонстрирован результат эксперимента спустя 60 дней — мышь снизу получала инъекции АТФ до 25 мМоль напрямую в опухоль. Мышь сверху не получала никакого лечения.
В желании использовать способности P2X7-рецептора в убийстве клеток высокие концентрации АТФ даже кололи лабораторным мышкам напрямую в подсаженные опухоли. В целом, помогало. Размер опухоли существенно уменьшался (рис. 19) [43].
Позже выяснилось, что раковые клетки умеют выкручиваться из любой ситуации и выставляют у себя на мембранах бракованные P2X7 (с точечными мутациями и аминокислотными заменами). Они спокойно пользуются благами ионного канала и кальциевого обмена, вот только мутировавший рецептор уже не может открыть смертоносную пору и уничтожить зловредную опухоль [44]. Да и нарушение работы рецептора в здоровых клетках может превратить их в опухолевые, если рецептор начнет нарушать гомеостаз и баланс ионов кальция [45]. Увы, в вопросах канцерогенеза всегда всё неоднозначно.
Нарушениям в работе этих рецепторов уже приписывают целый медицинский справочник заболеваний. В длинном списке есть всё, что касается боли, воспаления и гибели клеток: ревматоидный артрит, диабет, циррозы и фиброзы, аллергия, болезни Крона, Альцгеймера и Паркинсона, амиотрофический склероз, инфаркты и инсульты, рак. Даже психиатры стали засматриваться на P2X7. Повышенные уровни его синтеза в головном мозге наблюдаются у людей, страдающих депрессией, биполярным расстройством или острым психозом [47].
У невропатологов здесь тоже свой интерес. Выяснилось, что чрезмерная активация P2X4- и P2X7-рецепторов в микроглии (рис. 20) может привести к нейронному воспалению [48].
Микроглия это резидентные макрофаги (то есть прикрепленные к «месту жительства» иммунные клетки-поглотители) в центральной нервной системе. Поскольку благодаря гематоэнцефалическому барьеру (ГЭБ) нервная система в норме стерильна, этим иммунным клеткам там особенно не разгуляться. Поэтому микроглия расширила свой функционал и выполняет для нейронов скорее роль техподдержки, регулируя их рост, но и о своей защитной функции при случае не забывает.
Рисунок 20. Микроглия. Клетки микроглии (окрашены зеленым) и нервные волокна (окрашены красным).
Это может обернуться гибелью нейронов и параличом. А еще стать причиной гипервозбудимости в рогах спинного мозга, что приводит к мучительным болевым синдромам. В том числе аллодинии и гипералгезии — неадекватной реакции на болевые и физические стимулы. Непросто жить, когда обычное поглаживание по руке взрывается в мозге болью тысячи кинжалов (рис. 21).
Рисунок 21а. Жизнь — боль. Эти картинки, на мой взгляд, лучше всего подходят для описания того, что испытывают люди со сверхактивацией P2X4- и P2X7-рецепторов в микроглии.
Рисунок 21б. Жизнь — боль. Эти картинки, на мой взгляд, лучше всего подходят для описания того, что испытывают люди со сверхактивацией P2X4- и P2X7-рецепторов в микроглии. На фото — Андраш Арато.
Конечно же, научные лаборатории активно ведут поиск блокаторов таких рецепторов, чтобы все эти неприятные заболевания предотвратить. Крупнейшие фармацевтические компании, такие как Abbot и AstraZeneca, от них не отстают [49]. Некоторые бизнес-проекты создаются исключительно для поиска и разработки лекарственных средств, действующих на P2X-рецепторы. Тут я имею в виду крупный исследовательский проект европейских ученых PurinesDX.
Блокаторы бывают двух видов. Первые конкурируют за место под солнцем с АТФ, по аналогии с кофеином для P1-рецепторов. Обманув P2X-рецептор, они занимают карманы для связывания АТФ, но, в отличие от привычного нуклеотида, не приводят к открытию канала. Карманы для АТФ выстланы положительно заряженными аминокислотными остатками лизина. Для этого хорошо подходят отрицательно заряженные молекулы, часто очень похожие на АТФ структурой. Так, например, блокатором P2X7-рецепторов служит периодатно окисленный АТФ (о-АТФ) (рис. 22а). Однако такие небольшие модификации природного агониста могут давать и обратный эффект: фенил-бензоат-АТФ (рис. 22б), напротив, открывает P2X7-рецептор в сорок раз эффективнее, чем «родной» эндогенный АТФ (то есть для открытия канала его потребуется в сорок раз меньше) [50].
Рисунок 22. Искусственно созданные модуляторы P2X7-рецепторов. а — Периодатно окисленный аденозинтрифосфат — эффективный блокатор P2X7-рецептора. б — Бензоильное производное АТФ — эффективный агонист P2X7-рецептора.
структуры созданы автором статьи при помощи ChemDraw Ultra 12
Второй тип блокаторов — это так называемые аллостерические лиганды (то есть соединения, которые находят свое место для связывания с рецептором и не конкурируют за него с АТФ) [62]. Часто такие вещества выполняют роль заглушек, что встают между субъединицами и мешают им раскрываться. В 2016 году тот же Каватэ получил кристаллическую структуру P2X7-рецептора в связке с различными синтетическими блокаторами [51]. Молекулы антагониста заняли полости, образованные ароматическими остатками между двумя субъединицами (рис. 23). Радует, что таких больших кармашков в этом месте нет у других типов рецепторов, а значит, мы можем подобрать очень избирательный блокатор именно для P2X7. Сюда прекрасно подойдут молекулы с плоскими ароматическими циклами, образуя сэндвич-подобную структуру, типичную для таких взаимодействий в белках.
Рисунок 23. Трехмерная модель P2X7-рецептора. В отдельных врезках в верхней части рисунка продемонстрированы виды сбоку и сверху на недавно найденный аллостерический сайт связывания, в который заходит один из современных антагонистов этого рецептора под шифром А804598. Этот аллостерический регулятор обладает двумя парами конденсированных ароматических гетероциклов, которые с любой стороны легко образуют сэндвич-подобные структуры с ароматическими аминокислотными остатками аллостерического сайта. Новые сайты связывания с антагонистом расположены совсем рядом с сайтами связывания АТФ и являются уникальным структурным явлением для данного типа рецепторов.
Порой волшебная пилюля принимает неожиданные формы. Например, было показано, что эффективным блокатором P2X7-рецептора является BBG, он же бриллиантовый синий, он же кумасси (рис. 24б). Этот краситель хорошо известен всем, кто занимается молекулярной биологией. В XIX веке им красили шерсть, а сейчас он используется для окрашивания белков на электрофорезе. В далеком уже 2009 году в медицинском центре университета Рочестера, что в штате Нью-Йорк, проводилось одно исследование, в ходе которого несчастным мышкам повредили позвоночник, после чего их лечили инъекциями BBG [52]. Предполагалось, что вещество сумеет остановить вызванный травмой очаг воспаления и предотвратит гибель нервных тканей. Лечение оказалось весьма эффективным, некоторые мыши даже восстановили двигательные функции и смогли ходить, немного прихрамывая. Такой вот Иисус от мира молекулярной фармакологии. Контрольные мыши, которые не получали лечения, так и остались парализованными. Правда, у данного препарата был необычный побочный эффект — он активно окрашивал все кровеносные сосуды в насыщенный синий цвет (рис. 24а). Синими у мышей становились даже глаза. Фанатам «Дюны» должно понравиться.
Рисунок 24. BBG течет во мне, я един с BBG. а — Вполне ожидаемый побочный эффект, если решил лечить парализованных мышей известным красителем. б — Структура BBG.
История с BBG — это лишь один из сотен примеров. Ежегодно патентуется множество соединений, но большая их часть отсеивается на стадии клинических испытаний [49]. Одни оказываются токсичны, другие малоэффективны, третьи недостаточно селективны, а четвертые не могут проходить гематоэнцефалический барьер и достигать нервной системы. Хотя многие и показывают себя весьма эффективными in vitro и продаются коммерческими фирмами как селективные антагонисты для различных исследований. Тем не менее поиск идеальных блокаторов P2X-рецепторов всё еще остается актуальной задачей для современной фармакологии.
P2Y и P1: пурины на службе у GPCR
Скажем еще пару слов о системе, разработанной в ходе эволюции для продуктов распада АТФ. Они представлены в виде GPCR — метаботропных рецепторов, родственных светочувствительному белку родопсину [53]. Иначе говоря, это такие рецепторы, которые, активируясь, воздействуют на универсальные внутриклеточные посредники — G-белки. Таким образом они запускают выделение небольших, но очень активных молекул. Эти молекулы — так называемые вторичные мессенджеры — заметно влияют на клеточные процессы и инициируют в клетках каскады биохимических реакций.
Первыми на очереди стоят P2Y-рецепторы. Выглядят они вполне типично для GPCR: семь спиралей, змейкой пронизывающих насквозь клеточную мембрану (рис. 25). При активации они изменяют свою конформацию и таким образом переключают G-белки. Всего их в пределах семейства Y восемь разновидностей (с непростой нумерацией): Y1, Y2, Y4, Y6, Y11, Y12, Y13, Y14. Словно корпорация Майкрософт, нумерующая свои операционные системы. Это объясняется историей открытия и тем, что при их клонировании некоторые GPCR-рецепторы ошибочно заносились в пуриновые. Позже классификация устаканилась, и лишнее пришлось убрать.
Рисунок 25. P2Y12-рецептор со своим агонистом АДФ (фиолетовый). Типичный GPCR: серпантин из семи соединенных спиралей, пронизывающий клеточную мембрану (серая полоса). N-конец и три петли снаружи клетки, С-конец и три петли внутри.
«Игреки» распространены практически во всех типах тканей и выполняют ряд важных функций [54]. В нервной системе они регулируют нейрогенез, рост и дифференцировку нервных клеток. В поджелудочной железе одни P2Y стимулируют выработку инсулина, а другие, наоборот, ее прекращают [55]. В кровеносной системе запускают агрегацию тромбоцитов и повышают свертываемость крови. Кстати, именно Бёрнстоку удалось открыть и помочь вывести на рынок препарат с благозвучным названием клопидогрел, который как раз блокирует такие рецепторы (а именно P2Y12) и предотвращает образование тромбов [56]. Некоторые P2Y-рецепторы способствуют расслаблению гладкой мускулатуры в стенках кровеносных сосудов (включая сосуды головного мозга), тем самым регулируя наше с вами кровяное давление. Чем не мишень для лечения мигрени и различных сердечно-сосудистых заболеваний [57]?
А еще P2Y (вместе с P2X) вовлечены в процессы воспаления и иммунного ответа [58]. А где иммунный ответ, там, вероятно, и злоупотребление его полномочиями, которое приводит к разрушению «попавших под раздачу» клеток. Разрушенные клетки со временем будут замещены соединительной тканью [59]. Врачи называют этот процесс фиброзом. Пользуясь случаем, передаем горячий привет циррозу печени [60] и синдрому сухого глаза [61] (крайне неприятное заболевание, которое рано или поздно может привести своих обладателей к слепоте). Как вы уже поняли, такая широкая распространенность P2Y-рецепторов и многообразие их свойств — это просто кладезь для разработки лекарственных препаратов. Что, впрочем, справедливо для большинства GPCR — читайте об этом в статье: «Аллостерические регуляторы GPCR: ключи от всех замков» [62].
Рисунок 26. Кофеин неспроста напоминает молекулу аденозина без рибозы. Этого двойника растения шлифовали миллионы лет, чтобы изводить докучающих насекомых, блокируя их аденозиновые рецепторы. А уже потом мы стали делать эспрессо.
Другими важными GPCR в пуриновой системе сигнализации служит семейство P1-рецепторов. Оно состоит из четырех представителей — P1, P2A, P2B и P3. Эти рецепторы отвечают за самые разнообразные процессы. В нервной системе их работа лежит в сфере пресинаптического торможения. Они также вызывают у нас ощущение усталости, когда аденозина в ЦНС накопится слишком много в результате нервной деятельности и распада АТФ. Благодаря P1-рецепторам мозг понимает, что ему пора отдохнуть и обновить свои системы при помощи сна. Ну а подавляются эти рецепторы, как уже было сказано ранее, метилксантинами. Ведь метилксантины структурно очень похожи на аденозин без рибозы. Настолько похожи, что рецепторы не видят подмены и заглатывают фальшивку, а на деле заглушку. К метилксантинам относится и хорошо знакомый нам кофеин (рис. 26). Именно так кофе помогает нам взбодриться. Если сильно пристраститься к кофеину, нервная система начинает производить больше аденозиновых рецепторов. Однако если прекратить употреблять этот кофейный алкалоид, то аденозин займет освободившиеся места на этой куче рецепторов, и мы будем острее ощущать сонливость без привычной дозы бодрящего напитка. Более подробно о действии кофе читайте в статье «Влияние кофеина» на «Биомолекуле» [63].
Также интересный вывод сделали ученые при изучении акупунктурных методик лечения (рис. 27). Утверждается, что иглоукалывание стимулирует локальный выброс аденозина, который воздействует на P1А1-рецептор и тем самым помогает снять острую боль и воспаление. Конечно, и тут не обошлось без АТФ. Сомневались в наличии научных доказательств в пользу иглоукалываний? И правильно, в общем-то, делали. Но, кажется, теперь такие доказательства имеют место [64].
Рисунок 27. Процедура иглоукалывания. По одному из предложенных учеными механизмов — игла стимулирует локальный выход АТФ, который разлагается внеклеточными ферментами до аденозина. Аденозин воздействует на пресинаптические P1A1-рецепторы, которые ингибируют работу (то есть препятствуют потенциалу действия) периферических нервных волокон, отвечающих за передачу болевого сигнала в центральную нервную систему.
Помимо этого, у аденозиновых P1-рецепторов в организме множество функций, однако мы не будем останавливаться на них. Подробнее об этих рецепторах и о том, как их обманывают растительные метаболиты, на «Биомолекуле» уже есть интересная статья, с которой я всем советую ознакомиться: «Аденозиновые рецепторы: история великого обмана» [65].
У эволюционных истоков
Пуриновые и пиримидиновые нуклеотиды возникли на Земле еще в пребиотическую эпоху. И они же стали причиной эпохи биотической [66], [67]. Ведь без нуклеотидов не появились бы ДНК и РНК, которые составляют основу жизни в привычном нам понимании. АТФ уже на ранних этапах стал главным источником энергии для всех живых организмов. Это был невероятно важный эволюционный выбор. Благодаря нему сформировались целые ферментативные системы для использования АТФ в качестве главной рабочей лошадки, что, в свою очередь, повлекло за собой создание универсальной сигнальной системы, основанной на ионах кальция (Ca 2+ ).
Почему опять кальций, спросите вы? Из-за чего он стал таким важным? Дело в том, что, по выбранному природой сценарию, этого кальция в цитоплазме должно находиться крайне мало. Ведь при большом количестве могут образоваться нерастворимые фосфаты кальция, а использовать по уши фосфатированный АТФ для энергетики клетки стало бы затруднительно. Соответственно, поступающий кальций должен был задействоваться в физиологических процессах и утилизироваться из клетки. Это и повлияло на его роль в качестве вторичного мессенджера. Сюда также вписывается теория о повышенной щелочной среде первичного океана (а жизнь на Земле начинала развиваться именно в таких условиях), в котором ионов кальция было мало (дело, опять же, в плохой растворимости гидроксидов кальция). В наших клетках большая доля кальция сосредоточена в кальциевых депо эндоплазматического ретикулума, из которых он выделяется для передачи сигнала, а также он может поступать снаружи благодаря ионным каналам вроде P2X.
Примитивным организмам уже на первых порах понадобились рецепторы для оценки окружающей среды, будь то древний океан или вулканические гейзеры (для теплолюбивых архей). По мере появления многоклеточности также встал вопрос о передаче информации от одной клетки к другой. Тут мы можем строить лишь догадки, но накопленные знания по биологии и филогении примитивных организмов позволяют нам сделать кое-какие выводы. По-крайней мере, можно сойтись во мнении, что первыми передатчиками стали ионотропные рецепторы, а методом межклеточной коммуникации — обычная диффузия.
Собственно, нейромедиаторы и сейчас гуляют через синаптическую щель благодаря диффузии [68]. На роль диффундирующих передатчиков выбор был невелик — ионы и мелкие растворимые молекулы, присутствующие в самих клетках. Чего-чего, а ионов первобытный океан содержал в избытке, поэтому их (кроме, вероятно, протонов) можно исключить. В качестве межклеточных посыльных годились растворимые аминокислоты и их производные (одними из самых древних считаются рецепторы глутамата); протоны, которые клетки накапливали в процессе метаболизма; а также некоторые газообразные молекулы, такие как монооксид азота (NO). Ну и, конечно же, пурины, особенно пурины фосфатированные, благодаря их хорошей растворимости. Есть предположение, что первые АТФ-рецепторы использовались только для реакции на сигналы стресса при разрушении клеток, а литический путь попадания этого нуклеотида во внеклеточную среду был единственно возможным. Однако по мере усложнения организмов эта система развилась до выполнения и других функций, а АТФ стал выделяться направленно и дозированно.
У ракообразных, например, пуринергические рецепторы играют важнейшую роль в обонянии и вкусе. Омары (рис. 28) могут учуять в морской воде даже мельчайшие крохи АТФ и АМФ. Вкусно пахнущий аденозинтрифосфат сигнализирует им о раненой добыче, а вот его деградировавшая версия в виде монофосфата будет отталкивать разборчивых членистоногих, сообщая о том, что предполагаемая добыча уже испортилась.
Рисунок 28. Европейский омар (Homarus gammarus). Это ракообразное обладает острым нюхом на пурины. Запах АТФ будет для омаров всё равно что для нас запах выпечки или жареного мяса и будет сообщать им о свежей добыче.
Многие планктонные организмы обзавелись целыми наборами дефосфорилирующих ферментов, чтобы быстро разлагать выделяемые нуклеотиды и маскироваться от хищников. АТФ также важен для восприятия пищи и формирования пищевого поведения у различных членистоногих паразитов, таких как муха цеце, комары или клещи. Активация АТФ-рецепторов в эритроцитах отвечает у них за чувство насыщения и говорит, что крови эти паразиты выпили достаточно.
А вот АТФ-рецепторы растений были клонированы и охарактеризованы сравнительно недавно — в 2014 году [70]. Назвали их DORN-1 и DORN-2. Они выполняют в растениях функции стресса, схожие с аналогичными у P2X-рецепторов животных. Реагируя на повышенные концентрации внеклеточного АТФ, в клетки растений входит кальций, который запускает митоген-активированную протеинкиназу и приводит к повышенной продукции активных форм кислорода. Всё это — ярчайшие маркеры клеточного стресса, поэтому растение начинает активно экспрессировать защитные гены. В общем, теория о первоначальной роли АТФ-рецепторов в очередной раз подтверждается.
Также ученые доказали, что хищное растение венерина мухоловка захлопывает свою пасть, реагируя на молекулы АТФ [71]. Попав в ловушку, насекомое задевает механочувствительные волоски, которые стимулируют выброс АТФ во внеклеточную среду. Под действием этого нейромедиатора срабатывает потенциал действия, благодаря которому растение закрывает створки, чтобы превратить муху в питательное удобрение (рис. 29).
Рисунок 29. Венерина мухоловка ловит муху
Единообразие функций и строения пуринорецепторов среди живых организмов поражает. Те же P2X-рецепторы можно найти и у одноклеточных эукариот, хоть и сходство с таковыми у млекопитающих будет довольно низким. Тем не менее такие рецепторы всё еще сохраняют свою микромолярную чувствительность к АТФ, а появились они более миллиарда лет назад. Считается, что именно ионные каналы по типу P2X-рецепторов стали первыми ласточками пуринергической передачи сигнала, а уже значительно позже за ними последовали метаботропные рецепторы, сопряженные с G-белком, такие как P0, P1 или P2Y. Изучая и сравнивая гены, кодирующие пуринорецепторы в различных организмах, ученые смогут многое почерпнуть о времени эволюционного расхождения различных форм жизни на планете.
Пуринергическая сигнализация, опосредованная АТФ и родственными нуклеотидами, присутствует на всех этапах эволюции живых существ и стоит буквально у истоков жизни.
Благодарности
Автор благодарит своего научного руководителя, д.б.н. Аминина Дмитрия Львовича за наставление на путь исследований в данной тематике и неоценимую помощь в работе. Эта статья посвящается памяти Джеффри Бёрнстока, который ушел из жизни 2 июня 2020 года, прожив долгую и плодотворную научную жизнь.