Автор: Б. Ф. ВАНЮШИН

стр. 82

Член-корреспондент РАН Б. Ф. ВАНЮШИН, Институт физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ им. М. В. Ломоносова

Среди грандиозных поворотных событий в естествознании XX в. особое место занимает открытие нуклеиновых кислот. Именно с этими соединениями, а не с белками, как считали ранее, связана наследственность организмов. Благодаря расшифровке свойств и структуры ДНК открыта природа генетического кода и мутаций. Ставшее теперь доступным адресное разрезание и сшивание молекул ДНК позволило сконструировать принципиально новые гены и геномы. Вслед за молекулярной биологией появились и уже заявили о себе новые захватывающие области знания - геномика, протеомика, биоинженерия, биоинформатика, геносистематика и др. На этом непростом пути становления современной биологической науки ярко сияет имя выдающегося русского ученого Андрея Николаевича Белозерского - одного из пионеров и мировых лидеров в изучении нуклеиновых кислот. Ныне исполняется 100 лет со дня его рождения.

По предложению своего учителя профессора А. Р. Кизеля - организатора кафедры биохимии растений в МГУ - в начале 30-х годов доцент Белозерский стал изучать новый класс необычных природных веществ - нуклеиновых кислот. К тому времени уже было известно, что существуют два разных по химической структуре их типа - рибонуклеиновая (РНК) и дезоксирибонуклеиновая (ДНК). По источникам, из которых они впервые были выделены (соответственно дрожжи и тимус теленка), их тогда называли дрожжевой и тимонуклеиновой. Считалось: первая свойственна растениям, вторая - животным. Это укоренившееся представление разрушил Андрей Николаевич. Именно он открыл "животную" нуклеино-

стр. 83

вую кислоту (ДНК) у растений, причем сделал это химически изящно и доказательно: из нуклеопротеидов проростков семян гороха выделил и охарактеризовал тимин - азотистое основание, характерное именно для ДНК. В 1934 г. об этом узнал весь научный мир: результаты работы появились в наиболее авторитетном источнике научной информации того времени - "Журнале физиологической химии Хоппе-Зейлера" (Германия). Затем Белозерский доказал, что это отнюдь не единичный случай: ДНК наряду с РНК - неотъемлемый компонент всех изученных им растений (он обнаружил тимин в семенах сои, фасоли, конского каштана, почек липы, луковиц лука, зародышей кедра и пшеницы).

Хотя к тому времени функциональная роль нуклеиновых кислот оставалась загадкой, было ясно: ДНК - ядерный материал и непременно входит в состав хроматина и хромосом. В итоге состоялось выдающееся открытие столетия - установлено единство генетического материала животного и растительного мира.

В последующей серии фундаментальных работ ученый наглядно показал: у разнообразных микробов всегда имеются оба типа нуклеиновых кислот и именно микроорганизмы обладают высоким их содержанием, что связано с особенностями роста и размножения. Обобщенные результаты этих исследований увидели свет в материалах Колд-Спринг-Харборского симпозиума (США) накануне печально известной сессии ВАСХНИЛ 1948 г., фактически разгромившей отечественную генетику. Надо сказать, выход статьи в столь злополучное время принес некое беспокойство Андрею Николаевичу: в стране разгоралась оголтелая кампания борьбы с космополитизмом, и он был подходящим кандидатом для поругания на родном факультете. Впрочем, хотя доброхотов-стукачей и здесь хватало, их слабость была в том, что они слыхом не слыхали о нуклеиновых кислотах, да и, по-видимому, не знали английского языка.

Занимаясь нуклеопротеидами (комплексами нуклеиновых кислот с белками), Белозерский пришел к

стр. 84

мысли о разных по прочности типах связи между белками и нуклеиновыми кислотами. Идея привлекла талантливого химика М. А. Прокофьева, который развернул соответствующие исследования на химическом факультете МГУ (сегодня это направление продуктивно продолжает академик А. А. Богданов). Именно Андрей Николаевич стал родоначальником нового направления, прочно объединившего биологию и химию. В 1950 г. принципиально значимые исследования он выполнил совместно с Г. И. Абелевым (академик с 2000 г.): из нуклеопротеида растений (зародыши пшеницы) они выделили (и охарактеризовали) ядерный белок гистон, тем самым установив обязательность его присутствия у растений и животных. Отсюда последовал вывод о единстве организации их ядерного материала. Белозерский впервые показал: нуклеопротеиды, кроме основных белков - гистонов, содержат и негистоновые, что теперь общепризнано (последние входят в состав ядерного хроматина и играют существенную роль в функционировании генов).

Начиная с середины 50-х годов Андрей Николаевич и его ученики - А. С. Спирин (академик с 1970 г.)*, Б. Ф. Ванюшин, С. О. Урысон, А. С. Антонов и др. - заинтересовались собственно природой нуклеиновых кислот у разных организмов. Тогда практически единственным способом изучения специфичности этих соединений было определение состава, поэтому предстояло выяснить соотношение их отдельных элементов (оснований). Первые же исследования ДНК у микробов, растений и животных наглядно показали ученым: еще малоизученная к тому времени молекула видоспецифична по составу, и этот признак имеет выраженное таксономическое значение (эти работы Белозерского и его школы заложили основы геносистематики).

При сравнительном изучении ДНК и РНК у бактерий А. Н. Белозерский и А. С. Спирин сделали еще одно выдающееся открытие, установив: вторые коррелируют с первыми и, стало быть, по крайней мере определенная часть РНК в клетке - точная копия ДНК. Так было предсказано существование особых - информационных РНК. По признанию английского биофизика, нобелевского лауреата за 1962 г. Ф. Крика, это предвидение сыграло исключительную роль в развитии молекулярной биологии, так как нацелило специалистов разных стран на поиски информационных РНК, вскоре обнаруженных.

* См.: А. С. Спирин. Вызовы современной биологии. - Наука в России, 2001, N2 (прим. ред.).

стр. 85

Затем при анализе состава самых разных ДНК Белозерский и Ванюшин обратили внимание на то, что наряду с четырьмя обычными основаниями эти сложные молекулы в небольшом количестве могут содержать еще и дополнительные, образующиеся в результате модификации (метилирования) стандартных оснований в цепях ДНК. Была выявлена тканевая (клеточная) разнокачественность метилирования ДНК у животных и растений: оказалось, в разных клетках одного организма молекула видоизменяется неодинаково. В итоге впервые удалось сформулировать представление о том, что модификация ДНК связана с дифференцировкой клеток и служит механизмом регуляции экспрессии генов. Эти оригинальные изыскания легли в основу новой науки - эпигенетики - и во многом материализовали ее. Теперь общепризнано: метилирование ДНК с участием особых ферментов (ДНК-метилтрансфераз) - один из сигналов, контролирующих функциональную активность генов. Более того, Белозерский и Ванюшин показали: метилирование ДНК изменяется с возрастом, а его искажение - верный путь к раку. На этой основе стал возможным принципиально новый подход к диагностике и лечению онкологических заболеваний.

Кроме нуклеиновых кислот, Андрея Николаевича интересовали и другие соединения клетки, в том числе белки, полифосфаты, антибиотики. Совместные с И. С. Кунаевым (член-корреспондент АН СССР с 1987 г.) исследования структуры, свойств и обмена неорганических полифосфатов внесли мировой вклад в понимание их роли в жизнедеятельности организмов, позволили взглянуть на данные соединения не только как на уникальное депо доступных для использования остатков фосфорной кислоты, но и как на специфические регуляторы многих биохимических процессов в клетке, в том числе контролирующих синтез нуклеиновых кислот и экспрессию генов.

Следует отметить, при участии Белозерского Т. С. Пасхиной еще в 40-х годах было изучено строение одного из первых в России антибиотиков - грамицидина С. Андрей Николаевич и И. Б. Наумова выполнили блестящие работы по изучению так называемых тейхоевых кислот* в структуре клеточной стенки у актиномицетов**. Вместе с Г. Н. Зайцевой он в

* Тейхоевые кислоты - сложные по структуре соединения, состоящие из Сахаров, спиртов, аминокислот и фосфорной кислоты; входят в состав стенки грамположительных микробов (прим. ред.).

** Актиномицеты - порядок микробов, образующих ветвящиеся клетки. Известно около 700 видов. Многие из них образуют антибиотики (прим. ред.).

стр. 86

начале 60-х годов исследовал природу иммуногенных свойств болезнетворных бактерий и полисахариды у азотфиксирующей бактерии - азотобактера. Ученый справедливо считал: изучение растительных белков в нашей стране находится в загоне, поэтому пригласил к сотрудничеству в МГУ доктора биологических наук В. О. Шпикитера (Институт биологической и медицинской химии АМН СССР). Эти работы эффективно идут в МГУ и сейчас под руководством профессора М. А. Белозерского.

Андрей Николаевич умело сочетал свою многостороннюю деятельность одновременно в МГУ и АН СССР. Заслуги Белозерского отмечены Ломоносовской премией, в 1962 г. его избрали академиком, в 1971-м - вице-президентом АН СССР (этот пост он занимал до своей кончины в 1972 г.). Но всегда оставался истинно университетским человеком. Не случайно долгое время руководил в МГУ кафедрой биохимии растении, принятой им от знаменитых предшественников - профессора А. Р. Кизеля и академика А. И. Опарина.

...Андрей Николаевич родился 29 августа 1905 г. в Ташкенте. Судьба любопытным образом распорядилась его "корнями", переместив их из России в Среднюю Азию: его дед был священником и отправился туда с миссией обращения мусульман в православие.

Еще юношей он боготворил своего московского учителя - А. Р. Кизеля, пригласившего его из Ташкентского университета сначала на практику в МГУ, а затем, тщательно присмотревшись, и на вновь организованную кафедру биохимии растений в качестве ассистента. Причем профессор оказался особенно придирчив и требователен именно к Белозерскому. Андрей поначалу недоумевал, почему работы по титрованию все студенты выполняли с растворами, а Кизель заставлял его готовить титрованные растворы щелочей из металлического натрия. Позже он понял: таким образом его руководитель на самом деле присматривался к нему. Незадолго до ареста по ложному навету в конце 1941 г. Кизель писал в характеристике Белозерского: "В качестве его старшего товарища по преподаванию в высшей школе и в качестве заведующего кафедрой, на которой он состоит, я должен дать ему высокую оценку и как научному работнику, и как преподавателю и, наконец, как человеку".

Сейчас трудно себе представить, что число исследователей нуклеиновых кислот в те времена во всем мире можно было пересчитать по пальцам. Наиболее ярких всего трое - А. Белозерский в России, Дж. Девидсон в Шотландии и Э. Чаргафф в США. Разделенные морями и границами, они тем не менее знали друг о друге. Даже в годы "холодной войны" вопреки официальным установкам Белозерский легко и быстро сходился с близкими ему по духу

стр. 87

и науке людьми - Э. Чаргаффом*, С. Очоа**, М. Грюнберг-Манаго***, С. Коэном**** и др. Уже тогда нам, ученикам Андрея Николаевича, было понятно, что для истинных ученых не существует границ. И эта дружба Андрея Николаевича с великими как-то запросто и прочно распространялась на нас. Так, в 1964 г. я стажировался в Кембридже; моим руководителем был Р. Маркхем, известный работами по структуре РНК и растительных вирусов. Как и большинство англичан, он с очень большим скепсисом и настороженностью относился к "советским". Но, несмотря на политические перипетии, для него школа Белозерского сама по себе уже служила гарантией добросовестного служения науке. Когда Рой представлял меня - неизвестного начинающего биохимика из Москвы - своим коллегам, он сказал: этот молодой доктор - ученик Белозерского, того самого, который открыл ДНК у растений...

Я обожал лекции Андрея Николаевича, они не были строго академичными и театрально эффектными, зато исключительно доверительными и очень увлекательными. Он очень любил студентов, не говоря уже о его учениках. И они платили ему тем же. Вспоминается один курьезный случай из моей студенческой жизни. Однажды в короткую июньскую ночь я почти до утра проиграл под университетскими фонарями в волейбол и появился на практикуме только около полудня. Доцент Г. П. Серенков с полным основанием выставил меня за дверь, предупредив, чтобы без разрешения заведующего кафедрой не появляться. Академика А. И. Опарина на месте не оказалось, и я пошел к профессору Белозерскому. Когда же робко вошел в кабинет и увидел его добрые, внимательные с озорными лучиками глаза, соврать не смог и без обиняков изложил злосчастную историю - проспал. Что здесь началось: "Да как вы себе такое позволяете! Да вас надо поганой метлой (его любимое выражение) гнать с кафедры!". И тут же, через мгновение, мягко улыбнувшись, сказал: "А вообще-то, Боря, я вам очень завидую". В этом - весь Андрей Николаевич, милый, добрый, заботливый человек и бесценный учитель.

Белозерский никогда не навязывал своего мнения, не принуждал. Всестороннее рассмотрение проблемы и деликатная манера аргументирования всегда были отличительными чертами его характера. К нему очень многие обращались за консультациями, просьбами помочь освоить те или иные методические приемы. Он никогда не отказывал, но с оговоркой: это возможно лишь в том случае, если ему удастся (!) уговорить своих сотрудников принять участие в обучении. Разумеется, приказы нам не требовались - мы с готовностью выполняли просьбы этих людей. Многие из таких "волонтеров" стали в дальнейшем известными учеными, про-

* Э. Чаргафф - американский биохимик. Установил соотношение пуриновых и пиримидиновых оснований в молекулах ДНК. Показал видовую специфичность ДНК (прим. ред.).

** С. Очоа - американский биохимик, иностранный член АН СССР с 1966 г. Внес большой вклад в расшифровку генетического кода и механизма биосинтеза нуклеиновых кислот. Нобелевская премия 1959 г. совместно с А. Корнбергом (прим. ред.).

*** М. Грюнберг-Манаго - французский биохимик, иностранный член АН СССР с 1988 г. Родилась в Петрограде. Президент международного биохимического союза с 1982 по 1988 г. Основные труды по синтезу полинуклеотидов, механизмам регуляции активности генетического аппарата микроорганизмов (прим. ред.).

**** С. Коэн - американский биохимик. Исследовал структуру РНК (прим. ред.).

стр. 88

дуктивно работающими в разных республиках бывшего СССР.

Удивителен некий мальчишеский задор, всегда захватывавший его целиком. Это касалось не только науки. Он ценил балет, относил себя к "семеновскому" полку, т.е. к числу почитателей, старавшихся не пропустить ни одного балетного спектакля Большого театра СССР с участием великой русской балерины М. Т. Семеновой. Очень любил все красивое и тонко разбирался в искусстве. В последние годы жизни увлекся русской миниатюрой - уникальным искусством, оказавшимся на грани исчезновения. От простого любования творениями художников он перешел к углубленному изучению русской истории, эти миниатюры стали неотъемлемой частью его гордости за наши корни.

Несмотря на исключительную занятость и высокое положение в АН СССР и МГУ, Андрей Николаевич до удивительного был доступен всем, кто в нем нуждался. Он находил время, чтобы прийти, сесть запросто у лабораторного стола и, устав от чиновничьих дел, вдохнуть воздух лаборатории, спросить о научных делах, немного завидуя тем, кто непосредственно ведет эксперимент. Своим ученикам он говорил: "Вы должны знать и уметь больше и лучше меня". Это правило его жизни обязывало и нас, учеников.

Своих учеников он никогда не оставлял без внимания. Болел за тех, кому по тем или иным причинам пришлось покинуть кафедру. В частности, сокрушался, что в начале 1950-х годов ему не удалось отстоять Г. И. Абелева: возможности рядового тогда профессора Белозерского не смогли преодолеть негласные законы и запреты, существовавшие в те непростые времена в советской кадровой политике. Но он всегда был готов принять под свое крыло всех способных и порядочных людей, никогда не видел в них потенциальных конкурентов, а лишь добрых соратников, продолжателей его дела, членов научной семьи.

Когда задается вопрос, чем знаменит тот или иной ученый, оценивают личный вклад в науку и созданную им школу. Случается, имя блестящее, а учеников и активных продолжателей нет. По-видимому, это обусловлено особым складом характера и, может быть, нежеланием тратить себя на других. Андрей Николаевич, будучи всемирно известным исследователем, целиком отдавал себя ученикам. Щедрости души, зажигательного интереса и обширных знаний ему хватило бы на очень многих, но, к сожалению, число мест на кафедре было ограничено. Ситуация стала меняться лишь в самые последние годы его жизни.

Созданная А. Н. Белозерским научная школа хорошо известна в мире, она живет, развивается и продолжает славные традиции учителя. Именно им в МГУ им. М. В. Ломоносова основаны кафедра вирусологии и Институт физико-химической биологии, носящий теперь его имя.

Permanent link to this publication: