Фуллерены нарушают работу ДНК

Модель взаимодействия ДНК с молекулой фуллерена С60 (рис. с сайта exploration.vanderbilt.edu)
Модель взаимодействия ДНК с молекулой фуллерена С60 (рис. с сайта exploration.vanderbilt.edu)

Компьютерное моделирование показало, что фуллерены, а именно сферические молекулы C60, представляют потенциальную опасность для молекул ДНК, хранящих генетическую информацию.

Американские исследователи из Окриджской национальной лаборатории (Oak Ridge National Laboratory), штат Теннесси, и Университета Вандербилта (Vanderbilt University) в Нэшвилле смоделировали на компьютере взаимодействие ДНК с молекулой С60. Для моделирования использовалось стандартное программное обеспечение, применяемое в молекулярной биологии. Молекула ДНК представлялась фрагментом двойной спирали длиной 12 пар нуклеотидов. Взаимодействие просчитывалось на протяжении 20 наносекунд модельного времени.

Неожиданно оказалось, что сферические углеродные молекулы весьма активно соединяются с двойной спиралью ДНК. Энергия связи (от 27 до 42 ккал/моль) сравнима с той, которая выделяется при соединении молекул лекарственных средств с рецепторами клетки. Результаты работы опубликованы в журнале Biophysical Journal.

В пресс-релизе Университета Вандербилта отмечается, что молекулы C60 могут присоединяться к ДНК сбоку, вызывая искривление молекулы, а могут проникать в нее с конца, внедряясь между двумя спиралями и разрывая существующие между ними водородные связи. То же самое может происходить в тех случаях, когда двойная спираль расплетается в процессе деления клетки. И, наконец, присоединившийся к молекуле ДНК шарик C60 может препятствовать механизмам самовосстановления поврежденной молекулы ДНК.

Исследователи пока не считают возможным говорить об опасности или токсичности фуллеренов C60. Они признают, что при попадании в ядро клетки эти молекулы, безусловно, могут нанести значительный ущерб. Однако сама возможность такого проникновения еще нуждается в тщательном изучении. Очень многие вещества, будучи введены в ядро клетки, могут вызвать нарушения в работе генетического аппарата, однако клетки достаточно хорошо защищены от проникновения внутрь опасных агентов.

Тем не менее полной уверенности в безопасности различных видов наночастиц на сегодня нет. На днях Агентство по охране окружающей среды Соединенных Штатов (US Environmental Protection Agency) подготовило предварительную версию разъяснительного документа (White Paper) по вопросам безопасности в сфере нанотехнологий. В документе отмечается, что есть целый ряд вопросов о возможном воздействии нанотехнологий на здоровье людей и окружающую среду, и большая их часть пока остается без ответа.

Однако многие специалисты считают, что поводов для паники нет. Разнообразные наночастицы образуются в природе естественным образом, и несмотря на это живые организмы чувствуют себя великолепно.

См. также:
Фуллерены защищают клетки от радиации — «Элементы», 22.11.2005
Производство наноматериалов чище, чем нефтепереработка, но грязнее, чем винная промышленность — «Элементы», 09.10.2005


8
Показать комментарии (8)
Свернуть комментарии (8)

  • GVAndrievsky  | 11.01.2006 | 04:24 Ответить
    Мнение специалистов по поводу статьи X. Zhao, A. Striolo, P. T. Cummings "C60 Binds to and Deforms Nucleotides ", которая опубликована в журнале Biophysical Journal, 89 (2005) 3856-3862 (doi:10.1529/biophysj.105.064410)

    Цитируемая статья и далеко идущие выводы, сделанные в ней ее авторами, не стоят и гроша ломанного. Сама же статья является наглядным примером того, как, играя в компьютерное моделирование и не учитывая при этом физико-химических свойств и фуллеренов в водных системах, и реальных молекул ДНК, присущих только живым организмам, можно и самим обмануться и обмануть других в погоне за дешевой сенсацией.
    Подробная научная критика будет вскоре дана и авторам вышеупомянутой статьи, и редактору журнала, опубликовавшим эту статью.
    О реальной же и только положительной биологической активности фуллеренов можно узнать из нижеследующих статей и из перечня научных публикаций, цитируемых в них:

    1. Г.В. Андриевский, В.К. Клочков, Л.И. Деревянченко. ТОКСИЧНА ЛИ МОЛЕКУЛА ФУЛЛЕРЕНА С60? ИЛИ К ВОПРОСУ: ''КАКОЙ СВЕТ БУДЕТ ДАН ФУЛЛЕРЕНОВЫМ НАНОТЕХНОЛОГИЯМ - КРАСНЫЙ ИЛИ ВСЕ-ТАКИ ЗЕЛЕНЫЙ?'' Электронный журнале 'Вся медицина в Интернете!' Раздел: 'Фундаментальная медицина' на сервере MedLinks.Ru (18 п.с., 3 рис., 1 табл.), 14.11.2004, http://www.medlinks.ru/article.php?sid=18488
    2. G. V. Andrievsky, V. K. Klochkov, L. I. Derevyanchenko. IS C60 FULLERENE MOLECULE TOXIC?! Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures, 13 (4), (2005) 363-376.
    3. N. Gharbi, M. Pressac, M. Hadchouel, H. Szwarc, S. R. Wilson, F. Moussa. [60]Fullerene is an in vivo Powerful Antioxidant With no Acute or Sub-acute Toxicity. Nano Letters, 5 (12) (2005) 2578-2585 (DOI: 10.1021/nl051866b).
    4. ФУЛЛЕРЕНЫ: КВИНТЭССЕНЦИЯ ЗДОРОВЬЯ. Глава С. 79-98 в книге: А.Д. Орлов. "Шунгит - камень чистой воды."- Москва-СПб: "Издательство "ДИЛЯ", 2004. - 112 с.; и в Интернете на сайте (http://www.golkom.ru/book/36.html).
    5. Ярослав Голованов. НАШИ УЧЕНЫЕ НАШЛИ ЛЕКАРСТВО ОТ РАКА?!, 'Комсомольская правда', 26 марта 2002.

    Фуллеренов бояться не стоит, они хорошие!,: и могут делать много полезных вещей!

    Андриевский Григорий Владимирович

    Институт Терапии АМН Украины,
    пр. Постышева, 2-а,
    61039, Харьков, Украина.

    Телефон: +38 057 719 61 03
    +38 057 772 90 97
    E-mail: GVAndrievsky@yahoo.com
    Ответить
    • algen > GVAndrievsky | 11.01.2006 | 10:25 Ответить
      Григорий Владимирович, как вы хорошо знаете, это сообщение об потенциально опасных свойствах фуллеренов - далеко не первое. В 2004 году специалисты Университете Райса (Rice University, RU) обнаружили высокую цитотоксичность молекул фуллеренов (http://www.media.rice.edu/media/NewsBot.asp?MODE=VIEW&ID=6057&SnID=207615643). Еще ранее в Южном методистском университете (Southern Methodist University, SMU) обнаружили, что фуллерены резко повышают смертность водяных блох и увеличивают количество повреждений клеточной мембраны в мозгу рыб (http://www.sciencenews.org/articles/20040403/fob1.asp) . Эти результаты на компьютерное моделирование не спишешь.

      Вы в своей статье [1] критикуете эти работы. Для науки это вполне нормально - ставить под сомнение работу коллег. Но вы пока лишь предполагаете, что в их работах допущены ошибки, а пишете на научно-популярных ресурсах так, будто уже доказали это. На мой взгляд, это не вполне корректно.

      Упоминаний вашей работы [2] в интернете я, увы, найти не смог. Предполагаю, что это тот же самый текст, что и [1] только на английском. Тем не менее, чтобы при случае ссылаться на него, мне нужно увидеть в рецензируемом научном журнале хотя бы его аннотацию.

      Статья [3], как я понял из доступных бесплатно материалов сообщает о том, что фуллерены не вызывали повреждений в печени крыс и даже давали некий положительный эффект (подробнее не смог разобраться, т.к. доступа к основному тексту статьи нет - только к аннотации и приложениям). То есть данную статью можно противопоставить упомянутым мною "негативным" публикациям о фуллеренах. Что ж, это нормальный для науки процесс выяснения истины. Интересно, к этой работе с крысами приложимы те возражения, которые вы приводите против работ, выполненных в RU и SMU? Может ли оказаться, что положительные эффекты вызваны не фуллеренами, а примесями, которые использовались при изготовлении дисперсии?

      Я далек от того, чтобы кричать о вреде фуллеренов, но замалчивать сообщения о возможных опасностях тоже нельзя. Тем более, не стоит вслед за Ярославом Головановым [5] писать о них, как о панацее. Я очень уважаю Голованова - он был замечательным научным журналистом, но с четкой специализацией по космическим исследованиям. Там он был ассом. А тут вот на старости лет угораздило взяться за несвойственную медицинскую тематику. Результат - статья выглядит на редкость неубедительно и полна типичных для желтой журналистики "дешевых сенсаций": "...Созданные на основе фуллерена препараты помогают лечить самые разнообразные воспалительные, вирусные, аллергические и другие заболевания: астму, грипп, бесплодие, ожоги, язвы, которые часто трудно поддаются стандартной терапии". После таких слов всегда встает вопрос: где опубликованы результаты клинических испытаний?

      На этот вопрос вы же сами и отвечаете, только в другом месте - в упомянутой вами книге [4]: "Пока препараты и методики не прошли проверки и апробации в установленном порядке, мы не имеем ни морального, ни иного права называть их лекарственными препаратами и лечебными методиками".

      Дальше Голованов пишет: "Крысам вводились раковые клетки, и половину... начинали лечить малыми дозами водного раствора фуллерена. <...> Рост опухолей замедлился на 30 - 70%, а срок жизни крыс, которых лечили, увеличился в 2 раза!"

      И как это совмещается с вашими же словами: "Что касается онкологии, то слушайте внимательно: да, Фуллерены снимают побочные эффекты лучевой и химической терапии и значительно - в полтора-два раза - тормозят рост опухолей. Но только тормозят, а не лечат! Поэтому Фуллерены, в принципе, не могут заменить ни лечения, ни, тем более, диагностики рака!"

      Я понимаю, что это Голованов под свою ответственно выдал "дешевую сенсацию" про лечение рака и ссылался он не на вас, а на Буренина. Но ведь теперь _вы_ на него ссылаетесь в одном ряду с научными работами в качестве аргумента в пользу своих любимых фуллеренов. Значит, тем самым, вы подтверждаете и его "дешевые сенсации".

      Мне кажется, что при всей вашей уверенности в своей правоте, привлекать "желтые" публикации в поддержку своей научной позиции и ругать оппонентов на страницах научно-популярного сайта - не лучшие методы научной дискуссии. Во всяком случае, после ваших слов "не стоят и гроша ломанного" и про погоню "за дешевой сенсацией" мне стоило больших усилий заставить себя сходить по приведенным вами ссылкам.
      Ответить
      • GVAndrievsky > algen | 25.01.2006 | 23:28 Ответить
        Много шума из ничего или снова к вопросу о псевдотоксичности фуллеренов.
        Уважаемый Algen! Жаль, что Вы не называете своего настоящего имени. Его было бы интересно знать хотя бы потому, что все ведущие специалисты-фуллеренщики, а, особенно, те, которые связаны с изучением биологической активности фуллеренов, хорошо знают друг друга и способны оценить, кто чего стоит на самом деле в такой области научного знания.
        Видимо, мы с Вами никогда не были знакомы.
        Поэтому, с нашей стороны (от имени меня и моих коллег по Институту Терапии АМНУ), а также для ознакомления с нашими научными достижениями в области наук о фуллеренах, я высылаю Вам подробный список наших научных публикаций (см. приложенный файл). Он состоит из более, чем 100 наименований статей и докладов на м/д конгрессах, сделанных в период с 1994 по 2005 г.г. Также к этому списку прилагается перечень ведущих научных организаций и в России, и на Украине, и в самом разном дальнем зарубежье (всего, более 3-х десятков!), ученые из которых являются соавторами наших научных сообщений. В науке нас знают и цитируют, как признанных специалистов в области изучения систем "фуллерены-вода" и исследования взаимодействия нативных фуллеренов с биологическими объектами (биомолекулы, клетки, живые организмы). Главная цель наших исследований - создание принципиально новых лекарственно-профилактических средств, а также разного рода биологически активных добавок и композитов.
        Об этом в последние годы нам часто приходится делать расширенные научные доклады (типичный план доклада, сделанного в июле 2004 в Нью-Йоркском Университете прилагаю).
        Подытоживая вышесказанное, надеемся, что при внимательном прочтении нашей статьи [ссылка 1] и ознакомившись со списком наших публикаций, Вы должны понять, что если мы позволяем себе что-то утверждать, то делаем это, основываясь только на строгих научных фактах и знаниях, а также с учетом открытого обсуждения со специалистами соответствующего профиля. Об этом - ниже.
        Вы сказали, что не нашли в Интернете ссылки на нашу работу [2] в м/д журнале "Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures" (FNCN). Странно! Поэтому высылаю Вам соответствующую Интернет страничку этого журнала и адрес доступа к полному тексту статьи, которая помещена в информационной базе Международного Совета по Нанотехнологиям (ICON, Rice University, USA) (*). Также высылаю отсканированный титульный лист журнала и первую страницу статьи (все во вложенных html- и pdf-файлах).
        Из титульного листа журнала Вы узнаете, что его большой редакционный коллектив представлен мировыми величинами, ведущими учеными в области наук о фуллеренах, и в т.ч. Нобелевским лауреатом, Г. Крото, первооткрывателем фуллеренов.
        Дополнительно скажу, что, перед тем, как эта статья была напечатана в FNCN, ее более эмоциональный вариант (в русском и английском исполнении) в виде открытого письма к научной общественности был разослан (более чем по 100 адресам) многим специалистам по фуллеренам. После получения положительных отзывов и пожеланий, как можно скорее опубликовать наш материал, статья была направлена в FNCN и была опубликована практически без каких-либо существенных изменений.
        Таким образом, действительные специалисты по фуллеренам смогли оценить правильным образом наши доказательства и утверждения. А, как Вы? Продолжаете ли все еще сомневаться в нашей компетентности по поводу токсикологии фуллеренов? Тем не менее, продолжим.
        В нашей статье [1, 2] мы критикуем научную слепоту двух групп американских исследователей, которые в 2004-2005 г.г. с большим шумом по всему миру объявили, о некой сверхтоксичности водных дисперсий, состоящих из фуллереновых наночастиц, нанокластеров (nano-C60, nC60). При этом является странным, что в течение 20 лет до этого, и при очень интенсивных исследованиях чистых С60, никто подобного не обнаружил, хотя 'купались' в фуллеренах кто, как мог. Но, с таковыми до сих пор - все в порядке.
        И вот, вдруг в 2004 году, команда E. Oberdorster из Southern Methodist University (SMU, США), искупав рыбок в фуллереновых дисперсиях, приготовленных по методике V. Colvin из Rice University (RU, США), обнаружила, что у ее рыбок происходит что-то не совсем хорошее с мозгами, а именно, в клетках мозга резко возросла активность вредных свободных радикалов. Однако, в других органах рыбок ничего плохого не произошло, что является весьма странным, особенно если фуллерены рассматривать в качестве ядов с неизбирательным характером действия. На последнее претендуют результаты изысканий команды V. Colvin, в которых она обрабатывала своими ядовитыми дисперсиями культуры живых клеток (кожи человека и различных микробов). То, что она получила, удивило многих, а некоторых даже испугало, вплоть до прекращения всяких работ и контактов с фуллеренами. По ее данным водные дисперсии "nano-С60" оказались по токсичности сравнимыми с токсичностью суперядов - диоксинов! Такое, не сомневаясь, она приписывала свойствам чистых С60 фуллеренов, но только не наличию в ее дисперсиях токсичных молекул органического растворителя, который использовался во время их синтеза [1, 2, 3].
        На ошибочность ее выводов и на их причины неоднократно указывалось многими рецензентами ее работ. Но, упорство, с каким она все игнорировала и проталкивала свои спекулятивные публикации, было удивительным!
        Причины этого стали ясны из личной переписки с Bellina Veronesi, зав. лаборатории из американского Агенства по защите окружающей среды (National Health and Environmental Effects Research Laboratory, U.S. Environmental Protection Agency). Последняя приоткрыла причины столь большой настойчивости V. Colvin, E. Oberdorster и их команд любым способом, и вопреки известным научным фактам, доказать "высокую" токсичность фуллеренов.
        Они, в совокупности, следующие: оправдаться за потраченные деньги (и государственные, и спонсорские), сокрыть свою научную неаккуратность, а м/б и собственную научную некомпетентность, а также то, что V. Colvin претендует на занятие ключевых постов в новом национальном обществе по нанотоксикологии (см. например, NANOTOX 2006 symposium http://www.pitt.edu/~nanotox/).
        При этом, несмотря, на конструктивную критику и предложения провести совместные сравнительные исследования, V. Colvin и ранее, и сейчас не желает ни с кем вступать в честное и открытое обсуждение своих результатов.
        А, вот E. Oberdorster в 2005 г. смогла все-таки воспринять нашу положительно критику в ее адрес. Она отказалась от работ с ядовитыми дисперсиями Colvin и просто 2 недели растирала, размешивала чистые С60 фуллерены с водой. В результате получила фуллереновую взвесь с концентрацией не более 35 мг/л (35 ppm) и с ней провела повторные испытания на токсичность. Результаты этих испытаний сейчас выходят из печати в журнале Carbon:
        E. Oberd&#246;rster et al. Ecotoxicology of carbon-based engineered nanoparticles: Effects of fullerene (C60) on aquatic organisms. Carbon, 2005 (Доступна с 22 декабря 2005 по ссылке doi:10.1016/j.carbon.2005.11.008) (**).
        В связи с этим в своем письме от 09.11.2005 она нам сообщила, что:
        ":we have re-done our assays using nC60 prepared solely by stirring in water--no organics, no sonication. We found that this nC60 is not very toxic. We could not get LC50 values for five different aquatic species because it was beyond the limits of solubility, about 35 ppm. We have re-emphasized in our upcoming papers (to be published in the journal "Carbon" and in "Marine Pollution Bulletin") that toxicity of fullerene depends greatly on the preparation methods, and that these methods need to be standardized, and relevant.
        Thank you again for helping to spark further discussions and scientific investigations into toxicity of fullerene.
        Eva Oberd&#246;rster, Ph.D., Department of Biology, 6501 Airline Road. Box 750376, Dallas, TX 75275-0376:"
        Другими словами, для того, чтобы не опровергать полностью свои предыдущие результаты о псевдотоксичности фуллеренов, она написала некую расплывчатую фразу, что фуллереновые агрегаты nC60 не очень токсичны. Поясним, о чем здесь идет речь.
        Если мелко растертый порошок С60 (35 мг) долго перемешивать в 1 литре воды, то получится довольно мутная, серая взвесь, по виду похожая на достаточно грязную речную воду. В таком 'мутняке' бедные дафнии и рыбки купались вплоть до 3-х недель. И хотя условия для этих живых организмов были далеко не самыми комфортными, отравить их Oberd&#246;rster так и не удалось!
        При этом важно учесть, что концентрация фуллеренов была порядка 35 мг/л, что, по крайней мере(!!!), в 10-30 раз выше предельно допустимых концентраций (ПДК) в воде водоемов общеизвестных токсических соединений (например, нефтепродуктов, фенолов, хлорорганики, бензола, метилового спирта и т.д. и т.п.) (см. например офиц. издание 'Методы исследования качества воды водоемов'. Новиков Ю. В. и др. / Под ред. А.П. Шицковй. -М: Медицина, - 1990.-400 с.).
        Отсюда можно сделать очевидные выводы:
        (а) E. Oberdorster этой работой фактически признает ошибочность всех тех умозаключений, которые она и V. Colvin ранее натворили, а токсические эффекты были обусловлены не фуллеренами, но присутствием в их фуллереновых дисперсиях большого количества токсичного органического растворителя [1, 2, 3];
        (б) В сравнении со многими типичными ядовитыми химическими соединениями фуллерены С60 не должны относиться к классу токсичных, опасных веществ и, в соответствие U.S. Dept. of Labor, OSHA's Hazard Communication Standard, 29 CFR 1910.1200, с ними следует обращаться, как с техническим углеродом и углеродной сажей (carbon black, in OSAH 29 CFR 1910.1000)!..........
        ...Продолжение письма не уместилась на этой страничке, поэтому весь его текст высылаю на Ваш адрес:Forum.Agent@elementy.ru в надежде, что любой его сможет прочесть полностью.
        Ответить
        • GVAndrievsky > GVAndrievsky | 26.01.2006 | 00:29 Ответить
          ---------------------------------------

          Это продолжение письма GVAndrievsky от 26.01.2006

          Возвращаясь к нашей ссылке [3], я высылаю вам запрашиваемый вариант статьи (предпубликационный) F. Moussa с соавт. (из Парижского университета), в которой суммируются многолетние токсикологические испытания чистых фуллеренов С60 на крысах. В этих работах животным делали внутрибрюшинные инъекции водных, мелкодисперсных взвесей С60 в дозах вплоть до 2,5 г/кг (для человека это практически эквивалентно принятию внутрь почти 200 граммов порошка С60!!!).
          Статья эта большая и подробная. Поэтому, специально для Вас, я выделил в ней цветом именно те характерные места, которые однозначно свидетельствуют об отсутствии каких-либо токсических эффектов С60, испытываемых в столь высоких дозах. Более того, введение фуллеренов защитило животных (в т.ч. их печень) от острого отравления сильным гепатотоксичным агентом - четыреххлористым углеродом. При этом основной причиной защитного действия С60 является его уникальная антиоксидантная активность, а в целом, его способность понижать избыточный уровень вредных свободнорадикальных процессов в живом организме.

          И еще хотелось бы обратить Ваше внимание на достаточно новую американскую статью A. Radomski et al. Nanoparticle-induced platelet aggregation and vascular thrombosis. British Journal of Pharmacology, 2005 (доступна с 12 сентября 2005, doi: 10.1038/sj.bjp.0706386) (файлы с аннотацией и комментариями прилагаю), в которой констатируется, что single-walled and multiwalled nanotubes, mixed carbon nanoparticles and standard urban particulate matter all increased blood platelet aggregation and vascular thrombosis, while fullerene molecules had no effect.
          Здесь, кратко констатируется то, что, в отличие от чистых фуллеренов, углеродные нанотрубки, столь популярные среди исследователей в настоящее время, способны оказывать неблагоприятное действие на кровь и, повреждая тромбоциты, могут вызывать тромбоз кровеносных сосудов.

          В итоге, вышеупомянутые работы, так или иначе, подтверждают как справедливость наших утверждений о полной безвредности фуллеренов (естественно, в пределах разумных доз!), так и наши выводы об уникальных антиоксидантных и радиопротекторных свойствах молекул фуллерена C60, особенно когда они находятся в гидратированном состоянии [см. 1 или 2, а также полный текст сообщения, ссылка А 25(***) в списке публикаций].

          Поэтому дискуссию о псевдотоксичности фуллеренов пора закончить! Это для меня и многих моих коллег является совершенно очевидным!
          -------------------------------------
          А, теперь можно вернуться к началу нашей дискуссии о С60 и ДНК.
          Естественно, что генотоксичность является частным случаем понятия об общей токсичности. Однако, за многие годы интенсивных биологических испытаний чистых фуллеренов С60, то ли на уровне клетки, то ли на уровне целостного организма, никаких мутагенных, канцерогенных и т.п. эффектов обнаружено не было.
          В наших же исследованиях по исследованию взаимодействия различных форм ДНК с гидратированными (!) фуллеренами [1, 2 и соотв. ссылки в них] было показано, что последние не повреждают нативную структуру В-формы ДНК, а, наоборот, стабилизируют ее нормальную конформацию и защищают ее от термоденатурации. Другими словами, чтобы денатурировать (расплести ее двойную цепочку) ДНК в присутствии гидратированных фуллеренов ее надо нагреть на 5-10 Град. С выше обычного. Эффект весьма значимый, при том, что непосредственного взаимодействия С60 с ДНК не происходит, а все взаимодействия опосредованы особыми структурами воды, которые окружают и молекулу С60, и ДНК.
          Сходные защитные и температурные эффекты мы наблюдали и для других биомолекул (белков, ферментов) (см. ссылки A 27, T 13, 21, 40 в нашем списке публикаций). С позиции же живой клетки, это может означать то, что гидратированные фуллерены, не влияя отрицательным образом на нормально функционирующие клеточные структуры, способны эффективно защищать клетку от теплового шока, от перегрева (причины этого см. 1 или 2, и А 27).

          В целом, результаты компьютерных игр американцев, упомянутых на данной Web-страничке, входят в принципиальное противоречие со многими экспериментальными фактами, о взаимодействии фуллеренов с биомолекулами, в т.ч. и с ДНК, которые были получены и нами, и другими исследователями. Причина такого - или же неумение, или же нежелание X. Zhao с соавторами учесть в своих расчетах реальные свойства молекул и С60, и ДНК в водных системах. При этом идеологической подоплекой их публикации являются все те же вышеупомянутые работы V. Colvin и E. Oberdorster, широко разрекламированные в 2004-2005 и резко критикуемые нами [1, 2].
          Итак, главным недостатком обсуждаемого компьютерного моделирования взаимодействий С60 с ДНК является игнорирование следующих фактов.

          1. Хорошо известно, что кристаллы фуллеренов не растворяются или же чрезвычайно слабо растворяются (обычно в виде малых кластеров) в полярных органических растворителях, т.е. им легче оставаться сцепленными друг с другом, нежели образовывать молекулярный раствор. Иначе говоря, молекулы С60 не любят взаимодействовать с молекулами таких растворителей. Как следствие этого о них часто говорят, как о высоко гидрофобных молекулах.
          С другой стороны, участки молекулы ДНК (двух- и одноцепочечные), на которые X. Zhao с соавторами навешали молекулы С60, содержит довольно полярные карбокси- и аминогруппы нуклеиновых оснований и кислородсодержащие фрагменты дезоксирибозы, которые по полярности сравнимы с полярностью молекул органических растворителей, в которых С60 не растворяется.
          Также, в процессе "их" моделирования, которое происходил, как бы в водной среде, отдельные гидрофобные молекулы С60 почему-то друг с другом не ассоциировали, а предпочли бежать к ДНК и прилипать к ее довольно-таки полярным участкам. Но, так не должно быть! Иначе бы ДНК была бы отличным комплексообразующим агентом для молекул С60. Однако, многие попытки различных исследователей сделать подобные комплексы были безуспешными.
          Из сказанного следует, что результаты моделирования противоречат известным экспериментальным фактам поведения молекул С60 в реальных полярных средах.

          2. Основные доказательства о возможности молекул С60 деформировать, портить структуру ДНК и жестко встраиваться в нее было показано авторами на примере А-формы ДНК. Но, видимо они не знают или же сознательно избегают указания на то, что такая форма (конформация) молекулы ДНК в живых организмах не существует! Эта кристаллическая, "мертвая" форма может существовать только "на лабораторном столе" исследователя в виде слабо увлажненных волокон и пленок.
          А, вот "живую", В-форму ДНК молекула С60 деформировать не хочет, а только прилипает к ней. Прилипание же обусловлено только изначальными параметрами моделирования, при котором и С60 и ДНК находятся среди молекул воды, т.е. находятся в сильной полярной среде. И, поскольку у авторов гидрофобная молекула С60 не любит взаимодействовать с водой, то она, в соответствие с параметрами молекулярно динамического моделирования, должна выталкиваться из водного окружения и искать поблизости что-то менее полярное. И, естественно, находит рядом помещенную ДНК. И, естественно, прилипает к тем ее участкам, которые являются менее полярными, чем сама вода. Больше - не к чему! На этом моделирование заканчивается, т.к. ничего другого уже не происходит.
          А, вот с "мертвой", А-формой ДНК процесс моделирования на этом не заканчивается, и заложенная программа начинает с помощью С60 деформировать и искривлять структуру ДНК. Ну и что? Все это может представлять не более чем теоретический интерес, поскольку не связано с реальной структурой "живой" формы ДНК.

          3. Авторы, еще не приступив к моделированию, исходят из того, что молекулы фуллеренов являются гидрофобными и не растворяются в воде. Полагая так, они должны были бы понимать, что в водной среде (в водном растворе) единичные молекул С60 существовать не могут, а, в соответствие с законами коллоидных систем, в воде они могут находиться только в виде агрегатов (кластеров, nC60), состоящих из большого множества шариков С60.
          Здесь стоит указать, что многие известные (но, не наши, см. ниже) эксперименты биологического тестирования фуллеренов имели дело с водными дисперсиями С60, в которых наименьшие размеры коллоидных частиц сферической формы соответствовали 400-700 Ангстремом. Подобные частицы содержат приблизительно от 60 до 300 тысяч шариков С60.
          Далее, каждая молекула С60 на поверхности таких частиц соседствует и связана с 6-тью подобными молекулами С60. Теперь возьмем энергию связи между двумя шариками С60, которую рассчитали X. Zhao с соавторами, а именно 7,5 ккал/моль. Умножим эту величину на 6 и получим минимальную энергию связи одной молекулы С60 в ее nC60 кластере, равную 45 ккал/моль. Видно, что это значение больше значения энергии связи С60 с разными формами ДНК в диапазоне 27 до 42 ккал/моль и которые получены в "их" расчетах. Следовательно, даже если ДНК каким-то образом, то ли своим боком, то ли торцом, "прилипнет" к nC60 кластеру, то она не сможет оторвать от кластера единичную молекулу С60. А это, в свою очередь, означает, что не имеет какого-либо большого смысла проводить компьютерное моделирование того, как единичные(!!!) молекулы С60 взаимодействуют с ДНК и деформируют, расплетают ее спиральные структуры, поскольку такое не имеет ничего общего с жизнью.
          Но, если действительно хотеть, чтобы хоть как-то приблизится к реальности, расчетчикам следовало бы в первую очередь заняться моделированием nC60 кластеров в конкретных условиях водного-солевого окружения, при которых способна существовать В-форма ДНК....
          Ответить
          • GVAndrievsky > GVAndrievsky | 26.01.2006 | 00:32 Ответить
            Это продолжение письма GVAndrievsky от 26.01.2006

            И только разобравшись с кластером, продолжить моделировать дальше, взяв nC60 кластер (400 Ангстр.) и относительно длинный кусочек ДНК (например, в 400 Ангстр., а не тот, что был взят в "их" расчетах: 12 пар нуклеотидов и с длиной ~ 40 Ангстр.). Получится ли после этого вообще какой-либо "комплекс" nС60-ДНК? А, какова вообще может быть вероятность встречи в достаточно вязкой среде живой клетки, в ее ядре, большого nC60 кластера (диаметром 400 Ангстр.) с узким и "плоским" торцом (диаметр ~11 Ангстр.) длинной стержнеподобной молекулы ДНК? Если же расчетчик не будет профессиональным биллиардистом, то эта вероятность, скорее всего, окажется пренебрежительно малой!
            Более того, если знать, что ДНК в клетке не бывает "голой", а существует там в виде комплексов с т.н. гистоновыми белками, то задача прогнозирования взаимодействий ДНК с фуллереновыми кластерами еще более усложниться и, в настоящее время, практически не разрешима ввиду ограниченных возможностей компьютерного моделирования столь сложных систем. И поэтому при решении подобных задач приходится принимать во внимание только результаты экспериментальных исследований, но не абстрактных "ура" прогнозов.

            4. Также, авторы совершенно игнорируют факты того, что фуллерены способны достаточно сильно взаимодействовать с водой, хотя в своей статье цитируют и нашу работу (Andrievsky, G. V. et al. Chem. Phys. Letts. 364 (2002) 8.) и работу японских ученых (Deguchi, S., et al. Langmuir 17 (2001) 6013), в которых приводятся доказательства такого. Зачем же тогда цитировать? В оправдание ли того, что берут в своем моделировании единичные молекулы С60 вместо их агрегатов? Однако, как же взаимодействуют молекулы воды с С60, они не знают, да и знать не хотят, т.к. им легче придерживаться консервативного мнения о высокой гидрофобности фуллеренов и нерастворимости их в воде.
            Реально же, как мы показываем в своих публикациях, если молекулу фуллерена растворить в воде с образованием молекулярного раствора, то там она будет существовать только в виде гидрофильного(!) сферического супрамолекулярного комплекса "С60+nH2O" с постоянным составом прочносвязанной воды в первой гидратной оболочке = гидратированный С60 фуллерен [1, 2 и ссылки в них]. При этом свойства первой гидратной оболочки таковы, что она не может быть разрушена, пока вокруг гидратированного фуллерена имеется обычная, объемная вода. Как следствие, в водных системах взаимодействие гидратированных фуллеренов с иными молекулами (в т.ч. с биологическими) или же с неорганическими ионами происходит только за счет контактов их гидратных оболочек. Непосредственного же контакта "С60 - молекула (или ион)" не происходит: не позволяет прочная водная прослойка.
            Если бы американцы смогли учесть такое, то у них получились бы совершенно другие результаты и которые, м/б в чем-то, соответствовали и нашим экспериментальным наблюдениям по взаимодействию фуллеренов с биомолекулами (см. выше), и не противоречили бы фактам, в работах ими же цитируемых (например, Pang, D. W., et al. J. Electroanal. Chem. 567 (2004) 339).

            В целом, обсуждаемая работа американцев - это абстракция чистой воды с абсолютно недопустимыми, спекулятивными выводами о возможной генотоксичности фуллеренов, но что безответственно выносится на общественное обсуждение и самими авторами статьи, а после, и неквалифицированными популяризаторами от науки в разных концах света!
            --------------------------------------------------

            Далее, несколько слов о книге А. Орлова [4] и статье Я. Голованова в "Комсомолке"[5].
            Действительно, в статье Голованова (в 2002 году) сказано все правильно и соответствует фактам наших научных исследований. В книге, в главе о фуллеренах, которую писал А. Орлов на основании материалов интервью со мной (в 2003 году), журналистом добавлено слишком много эмоциональных выражений, но противоречия, которое Вы выискали по поводу торможении роста опухолей, реально не существует. В газете сказано, что рост опухоли подавляется на 30-70% (в среднем на 50%), а в интервью - в 1,5- 2. Все верно! А именно потому, что, если говориться о снижение второго параметра на 50% в сравнении с первым, то другими словами это означает, что второй параметр стал в 2 раза меньше, чем первый. Так, что с нашей стороны, ни в газете, ни в книге, ошибок не допущено! Просто Вам следует внимательно и вдумчиво вчитываться в то, как там написано, чтобы после не наводить тень на плетень!

            Теперь о Вашем "уважении" Ярослава Голованова.
            Жаль, что его уже нет среди нас! Иначе бы он сам Вам ответил о том, о чем он может судить в этой жизни, а о чем нет! Вам же я порекомендовал найти и посмотреть одну из его последних книг: Я. Голованов. Этюды об ученых. Бишкек: АО "Учкун", 2002, - 544 с. Даже из этой книги Вам стало бы ясно, что круг его профессиональных интересов выходил далеко за рамки только лишь космических исследований. Поэтому Ваша глубокая неосведомленность и в этих вопросах, и в тех, которые Вы беретесь критиковать и ставить под сомнение, является причиной Ваши несправедливых выпадов по отношению и к Я. Голованову, и к проф. И. Буренину, и ко мне. Поэтому даю следующую информацию.
            Статья в Комсомолке [5] была подготовлена Головановым на основании аудио- и видио материалов расширенного заседания Ученого совета Российского Онкоцентра (РОНЦ РАМН, Москва, ноябрь 2001), на котором я и проф. Буренин делали расширенный доклад по результатам совместных испытаний гидратированных фуллеренов на животных с различными онкопатологиями, близкими к человеческим. В связи с этим с проф. Буренининым у нас имеется около десятка совместных публикаций (см. в моем списке публикаций), что подтверждает серьезность и большую значимость, того, что обнаружено в экспериментах.
            Кроме этого в своей статье Голованов использовал и материалы интервью с нами, и свидетельства очевидцев. Все это, в совокупности, дало ему моральное право добровольно принять решение по подготовке статьи в Комсомолку, и все, что он смог в ней сказать, все это верно и по-человечески честно!
            Поэтому если бы Вы знали хоть толику из того, что я Вам сообщил, то Вы бы не спешили навешивать на нас ярлыки по поводу "дешевых сенсаций".

            Еще Вам не понравилось, что мы употребляем термин "препараты". Да, препаратом можно назвать и химический образец, и лекарственное средство. Здесь у каждого могут быть свои разночтения. Тем не менее, мы уже давно имеем прототипы различных лекарственно-профилактических препаратов на основе наших разработок. Более того, т.к. время не ждет и вследствие нашей убежденности в полной безвредности наших препаратов, уже более 10 лет, и мы сами, и наши близкие, и родственники, и знакомые, все с успехом пользуемся нашими разработками! Чаще такое бывает нужным для поддержания хорошего общего здоровья, защите от вирусных и простудных заболеваний, лечения и профилактики расстройств внутренних органов и пр. отклонений в здоровье, связанных, прежде всего, с общим понятием ВОСПАЛЕНИЕ и с нарушениями свободно-радикальных процессов, и при которых необходимо применять "разумную" антиоксидантную терапию и профилактику (см. список публикаций по названиям).
            О наших же клинических наблюдениях, так Вы сможете найти соответствующие ссылки в списке моих публикаций. Что касается официальной регистрации наших препаратов и налаживания их производства, то все основания для этого имеются (см. в частности файл проекта аннотации FWS and OW). А, если чего-то не хватает, так это отсутствие соответствующих финансовых средств и надежных, доверительных партнеров. Ждем, ищем!

            И еще, немного философии.
            Вы сказали, что "не стоит вслед за Ярославом Головановым писать о них (о фуллеренах), как о панацее". Понятно, что у нас речь ведется не о чистых фуллеренах, а о наших препаратах на основе гидратированных фуллеренов. Но, когда люди узнают подробнее о наших разработках и сами убеждаются в весьма универсальной и только положительной биологической активности гидратированных фуллеренов, а также в том, как они могут помогать, в т.ч. наиболее оптимальным образом, то это, видимо, их право, как они могут подумать о гидратированных фуллеренах. Может быть, и как о панацее также? Я же, зная, что такие мысли возможны, придерживаюсь суждения, высказанного Альбертом Эйнштейном:
            "Есть две бесконечные вещи: Вселенная и человеческая глупость, хотя насчет Вселенной я не вполне уверен (Two things are infinite: the universe and human stupidity; and i'm not sure about the universe)",
            а от себя позволю добавить, что:
            "Ни какой панацеи не может быть найдено против человеческой глупости. Однако, разумные попытки, чтобы противостоять последней, следует предпринимать постоянно".

            И последнее.
            Если Вам действительно стоит больших усилий заставить себя сходить по приводимым нами ссылкам, то лучше и не стоит себя утруждать этим. При необходимости мы их Вам можем предоставить бесплатно. А так, пожалуйся, доверяйте специалистам и, если надо, то просто советуйтесь с ними. Тогда Вы смело сможете транслировать новости науки в популярном виде, не скрывая Вашего имени.

            Неторопливых Вам успехов в будущем!

            От имени коллег,
            Григорий Андриевский.

            ========================================
            (*)- http://journalsonline.tandf.co.uk/(o4tder3mi4ftxqfazq425wzb)/app/home/linking.asp?referrer=linking&target=contribution&id=M7T221186524J137&backto=contribution,1,1;issue,8,9;journal,1,16;browsepublicationsresults,419,1243
            и
            http://cohesion.rice.edu/centersandinst/icon/search_details.cfm?mode=details&summaryid=45104&return=advancedsearch.cfm&listmax=25&list_page=1&returnmode=results

            (**)-
            http:...
            Ответить
            • GVAndrievsky > GVAndrievsky | 26.01.2006 | 00:35 Ответить
              Это продолжение письма GVAndrievsky от 26.01.2006

              (**)-
              http://www.sciencedirect.com/science?_ob=ArticleURL&_aset=V-WA-A-W-A-MsSAYZW-UUA-U-AABECWCCYY-AABDAUZBYY-CYAZZEBYA-A-U&_rdoc=1&_fmt=summary&_udi=B6TWD-4HVW8F5-3&;_coverDate=12%2F22%2F2005&_cdi=5560&_orig=search&amp;_st=13&_sort=d&view=c&_acct=C000050221&_version=1&_urlVersion=0&_userid=10&md5=876b17ac4b4ccf386e956ba63e33f7b9

              (***)-
              http://www.sciencedirect.com/preprintarchive?_ob=IssueURL&amp;_tockey=%23TOC%2321370%232002%23979979993%23514859%23FLA%23&_auth=y&view=c&_acct=C000059064&_version=1&_urlVersion=0&_userid=3019913&md5=d6b311c95c3ca4dc10b958b10dc414dc
              ==========================================

              P.S. Дополнительные файлы, упомянутые в этом письме, я высылаю Вам на адрес Forum.Agent@elementy.ru в виде вложений.

              Также, поскольку Вам нравиться цитировать пресс-релизы различных научных организаций, во вложенном Вы найдете файл 'Al_EtOH and C60.pdf', в котором коллектив ученых из Института Терапии АМНУ (Харьков) и Днепропетровского Национального Университета сообщает в 2006 году совершенно новые данные о том, как гидратированные фуллерены, проявляя антиоксидантную активность, способны защищать животных (в т.ч. их печень и мозг) от хронического отравления ионами алюминия (модель болезни Альцгеймера) или от хронической интоксикации этиловым алкоголем (модель сермяжной правды жизни). Там результаты говорят сами за себя. Поэтому, если у Вас будет желание и если Вы на вашем сайте цитируете не только американские работы по фуллеренам, тогда мы не будем против размещения там научно-популярной информация также и о наших разработках
              Ответить
  • arktan  | 22.04.2009 | 21:50 Ответить
    Я химик, но сейчас занимаюсь не совсем химическими делами - продвижением товаров, созданием имиджа торговых марок. Зачастую приходится создавать имидж торговой марки, который не соответствует названию, например, продвигать бутилированную воду невысокого качества нижней ценовой категории под маркой "Живая вода". Это просто слова, но они очень сильно влияют на выбор человека.

    Не буду углубляться в химическую часть, ибо ожидаю всплеск гневных слов о том, что я "не в теме".

    Мне кажется проблема данного вопроса - деньги. Кто-то очень неплохо зарабатывает на том, что продет товар - минерал шунгит:

    http://argonet.ru/shungit-kamen-chistoy-vodyi.html

    Минерал шунгит позиционируется как панацея от многих болезней:

    "Взаимодействуя с водой, Шунгит излечивает многие заболевания. Его целебные свойства поразительны."

    Шунгит - очередной "развод" для доверчивых. Просто перечислю какие методы "впаривания" товара тут используются. Эти методы стары как мир.

    1. Использование слов "уникальный", "ВОДА НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ" и словосочетаний с ожидаемыми свойствами, но таковыми не обладающими.

    2. Использование случаев чудесного исцеления в отдаленной истории - доказать нельзя, но и опровергнуть тоже т. к. раньше люди лечились всем, что находили в природе.

    3. Использование терминологии химиков. Слово "фуллерен" в инструкции этого препарата вообще притянуто за уши. Очевидно, чтобы показать - препарат новый и аналогов нет, или с целью ввести в инстукцию "умные" слова.

    4. Указание того факта, что 1 г фуллеренов стоит $900, в то время как цена шунгита намного меньше.

    5. Ложные утверждения: "...открытии Фуллеренов, которые, как и гелий, сначала были обнаружены только в космосе и только потом - на Земле". Открыты фуллерены тут, на Земле в 1985 г.

    Ученые тоже хотят кушать. Исследования в провинциальных институтах приходится вести за свой счет. Тех денег, что дают по ЗП нехватает на жизнь, не то что на исследования. Ученые из больших городов могут пойти на "сделку с дьяволом" дать научное обоснование потерблению того или иного препарата, БАДа, или косметики. У кого-то это становится главным делом. С такими людьми приходилось общатся ... и сотрудничать ))).

    Вот поэтому и ушел из "малой" науки провинциального университета.

    Делайте выводы сами.
    Ответить
  • rosinteh  | 16.12.2019 | 14:32 Ответить
    Ау! Наука! Я обращаюсь к ВАМ ученый мир, а где прогресс в практическом применении Ваши трудов. Если Вы верите в "нано", где "это" можно попробовать.
    Могу подсказать: ООО НТК "Спецморепродукты" статус "Пищевые добавки" с названием "Фуллереновые комплексы" Форма выпуска: Шовные желатиновые капсулы. Содержание фуллерена 0.001% на основе Кукурузного масла. (Фуллереновый комплекс основан на 4 эфирных маслах) Энтузиасты ждем !
    Ответить
Написать комментарий
Элементы

© 2005–2025 «Элементы»