Профессор Шуламит Михаэли стала лауреатом Государственной премии Израиля в области биологических наук за 2026 год. Награда была вручена ей в 78-й День независимости в знак признания её вклада в изучение РНК возбудителей инфекционных заболеваний.
Профессор микробиологии в Бар-Иланском университете, Михаэли является пионером в исследованиях рибонуклеиновой кислоты (РНК) паразитов. Ее работа сосредоточена на паразитах, вызывающих серьезные заболевания, включая кожный лейшманиоз. В течение многих лет она изучала, как эти паразиты заражают своих хозяев и взаимодействуют с ними, чтобы разработать эффективное лечение.
70-летняя Михаэли выросла в Гиватаиме и в 2022 году была удостоена чести войти в число 100 самых влиятельных женщин города в рамках празднования его столетия. «Я из семьи ученых, изначально из семьи раввинов и судей, но когда дело дошло до биологии — наук о жизни — у меня не было никого, кто бы направил меня в этом направлении. Меня это привлекло само собой, это меня заворожило, — говорит она. — В старшей школе я изучала биологию, и мне показалось вполне естественным продолжить заниматься науками о жизни».
Ее отец был одним из основателей израильского инженерно-саперного корпуса и создал подразделение тяжелой механической техники Армии обороны Израиля. «С очень ранних лет меня привлекала наука, — рассказала Михаэли Институту Дэвидсона. — Я мечтала стать второй Марией Кюри, иметь лабораторию рядом с домом и вставать посреди ночи, чтобы проверять свои эксперименты».
Михаэли с отличием окончила бакалавриат в Тель-Авивском университете. «Меня всегда привлекали биологические науки, особенно те, которые пересекаются с химией, — сказала она. — Я была одной из первых студенток, поступивших в докторантуру Тель-Авивского университета». Во время обучения в докторантуре она изучала активность генов у бактерий, но к концу работы над диссертацией захотела заниматься более сложными организмами, чем бактерии.
«Именно в это время начала формироваться молекулярная биология, а также изучение болезней, которые до этого в значительной степени игнорировались наукой, хотя ими страдают миллионы людей». Организмом, который она выбрала, стал одноклеточный паразит. «Это была действительно идеальная система для меня, — сказала она, — потому что она познакомила меня как с миром паразитов, так и с одним из основных инфекционных заболеваний».
Михаэли продолжила свою постдокторскую работу в Университете Сан-Франциско, где познакомилась с областью исследований РНК — молекул, участвующих во многих процессах внутри клетки, особенно в выполнении инструкций, закодированных в ДНК, и их трансляции в белки, которые производит клетка. В это время она участвовала в открытии процесса, известного как транс-сплайсинг, при котором молекулы РНК паразита разрезаются и снова соединяются, что позволяет производить определенные белки.
В 1990 году Михаэли создала собственную лабораторию в Институте Вейцмана. В то время, по ее словам, паразитическая РНК «не считалась особенно актуальной темой, и мало кто понимал ее важность. Думали, что наиболее важной является ДНК, потому что это сам наследственный материал, и белки, потому что они выполняют основную работу. РНК рассматривалась лишь как посредник. Но я понимала, что она важна, и оставалась в этой области на протяжении всей своей научной карьеры».
Одно небольшое изменение может переписать всю структуру рибосомы паразита. Паразит лейшмания претерпевает изменения в течение своего жизненного цикла, переходя от песчаной мухи к млекопитающему.
В 1998 году Михаэли перешла в Бар-Илан. «Я начала жизнь заново, и, к счастью, добилась больших успехов», — сказала она. Даже после перехода она сохраняла тесные связи с коллегами в Институте Вейцмана. В исследовании, которое она недавно опубликовала вместе с лауреатом Нобелевской премии Адой Йонат из Института Вейцмана, расшифровавшей структуру рибосомы (клеточного механизма синтеза белков), они обнаружили, что рибосома паразита лейшмании адаптируется к изменениям в окружающей среде паразита.
Паразит перемещается из кишечника самки песчаной мухи в кровоток млекопитающего, которого она кусает. Этот переход включает в себя значительное изменение температуры: с примерно 27 градусов Цельсия в кишечнике мухи до примерно 37 градусов в организме млекопитающего. Чтобы выжить в новой среде, паразит должен адаптироваться, и он делает это посредством уникальных химических изменений в своих рибосомах. Михаэли и Йонат показали, что даже одно такое изменение может изменить всю структуру рибосомы, а вместе с ней и диапазон белков, которые она может производить. «Мы были одними из первых, кто показал, что эти адаптации меняются по мере перехода паразита между двумя стадиями его жизненного цикла, и именно это позволяет его рибосомам функционировать при таких разных температурах», — сказала Михаэли.
Михаэли также обнаружила уникальный механизм, с помощью которого подавляются молекулы РНК внутри ядер паразитов трипаносомы, вызывающих сонную болезнь, и паразитов лейшмании. Этот механизм, известный как РНК-интерференция, или РНКi, включает в себя определенный класс малых молекул РНК. Эти молекулы связываются с матричной РНК, которая переносит инструкции ДНК по кодированию белков к рибосоме, и предотвращают производство определенных белков, когда они не нужны. «Я была одной из первых, кто утверждал, что РНК-интерференция существует не только в цитоплазме клетки, но и в самом ядре, и мы назвали её snoRNAi» — формой малой РНК-интерференции, обнаруживаемой в ядрышке, структуре внутри клеточного ядра.
Совсем недавно Михаэли обнаружила особый механизм стрессовой реакции, основанный на этом процессе: когда условия становятся неблагоприятными, паразит может вызвать собственную гибель. Он делает это, прекращая производство молекул матричной РНК, которые несут инструкции по выработке белков, необходимых для его выживания и функционирования. Для этого паразит останавливает механизм сплайсинга РНК, фактически запуская процесс самоуничтожения. Михаэли также обнаружила, что некоторые лекарства могут запускать этот механизм самоуничтожения, и сейчас она работает над тем, чтобы понять, как паразит осуществляет это самоуничтожение и какие молекулы в этом участвуют. Молекула, обнаруженная Михаэли и её коллегами, переводит паразита в спящее состояние.
Недавно Михаэли обнаружила тип длинной РНК-молекулы, известной как lncRNA, которая определяет, когда паразит трипаносома превращается в форму, позволяющую ему заражать человека. Эта молекула также позволяет паразитам передвигаться вместе в группе. Эта способность крайне важна, поскольку паразиты должны пройти путь из кишечника мухи цеце (Glossina) в ее слюнные железы, откуда они передаются человеку через укус. Исследование показало, что при отсутствии этой молекулы паразиты не могут передвигаться вместе, что препятствует распространению заболевания. Это было первое исследование, определившее роль этого типа РНК в репродуктивном цикле паразита.
Она также обнаружила, что паразиты передают друг другу информацию через экзосомы — крошечные везикулы, содержащие РНК и белки, которые они выделяют, чтобы предупредить друг друга о стрессе. «Я пытаюсь понять их язык и то, как они передают сообщения другим паразитам, — сказала Михаэли. — Мы показали, что если они находятся в плохом состоянии, они выделяют экзосомы, которые сообщают другим паразитам: „Не берите нас в долгое путешествие; с нами что-то не так“. Я все еще пытаюсь понять, что именно в экзосомах передает это сообщение».
В другом исследовании Михаэли и ее коллеги идентифицировали уникальную для этого паразита молекулу РНК. «У нас есть потрясающее исследование, проведенное в сотрудничестве с группой из Португалии, которое показывает, что одна небольшая молекула РНК в ядрышке может заставить паразита, вызывающего сонную болезнь, прекратить заражение», — сказала Михаэли. Обнаруженная ими молекула, также являющаяся типом lncRNA, содержит небольшую молекулу РНК, роль которой заключается в подавлении активности молекул матричной РНК, участвующих в развитии паразита.
Когда паразит заражает человека, он быстро размножается в кровотоке и вызывает тяжелое заболевание. Однако на определенном этапе он прекращает размножение, чтобы завершить свой жизненный цикл, оставаясь в крови пациента до тех пор, пока другая муха не укусит человека и не проглотит кровь, богатую паразитами. Оказывается, эта недавно обнаруженная молекула отвечает за перевод паразита в спящее состояние. Увеличение выработки этой молекулы может, следовательно, заставить паразитов перейти в состояние покоя. В этом состоянии они не могут размножаться, и активная инфекция в организме млекопитающего-хозяина прекращается. «Сейчас мы продолжаем это исследование, и вскоре напишем новаторскую статью на эту тему», — заключает она.
Михаэли говорит, что ее лаборатория в настоящее время разрабатывает лечение кожного лейшманиоза на основе наночастиц, которые проникают в клетку паразита и уничтожают ее в течение двадцати минут. Лечение уже показало многообещающие результаты в исследованиях на животных, и ее команда сейчас работает с Тель-Авивским медицинским центром Сураски над его адаптацией для использования у людей. Следующим шагом станут клинические испытания, чтобы проверить, является ли оно безопасным и эффективным для людей. В случае успеха это может существенно изменить ситуацию для территорий, где распространен кожный лейшманиоз.
«Сегодня, оглядываясь назад, я могу сказать, что мой многолетний вклад в расшифровку уникальных механизмов РНК-биологии у паразитов-трипаносом получает признание, — говорит Михаэли. — Например, понимание того, что РНК может быть модифицирована после своего образования, возникло благодаря исследованиям трипаносом».
«Люди спрашивают меня: „Шула, ты уже получила Премию Израиля — может, пора немного сбавить обороты?“ Но я никогда не работала ради премии. Я работала, потому что люблю то, что делаю. Даже когда я преподаю студентам и молодым исследователям, для меня важно передать эту любовь к микробиологии и РНК. Я помогла сформировать целое поколение исследователей РНК в Израиле».
Получение премии не замедлило темп ее работы. Наоборот, ее страсть к работе продолжает расти. «У меня есть исследовательские гранты и лаборатория, полная студентов, и мне кажется, что я только начинаю свой путь. Моя любовь к этой области со временем только усиливается, потому что современные технологии позволяют делать такие невероятные вещи, что остановиться невозможно. Это исключительно захватывающее время для науки».
Ynet, перевод Ларисы Узвалк
