Еще древние греки пытались понять, как работает наше зрение. Но до полной ясности по-прежнему далеко
С академиком Михаилом ОСТРОВСКИМ, заведующим лабораторией Института биохимической физики им. Н.М.Эмануэля РАН, президентом Российского физиологического общества им. И.П.Павлова, мы сделали для "Поиска" несколько материалов о свете и зрении. И встретились вновь, чтобы рассказать о последних работах наших физиологов. Но получался совсем другой разговор. Михаил Аркадьевич был под впечатлением двух совпавших по времени событий. И как часто случается - одно радостное, другое - печальное.
- Недавно состоялась встреча выпускников биофака МГУ- исполнилось 50 лет, как мы окончили университет, - рассказывает М.Островский. - Собралось человек 150 - бывшие сокурсники приехали со всей России и даже из-за границы. Чтобы легче было узнать друг друга - как-никак полвека прошло, организаторы выдали нам таблички, и я снова стал Мишей Островским. Но многих узнал и без табличек, что, конечно, приятно. Было весело и трогательно, много чего вспомнилось. Мы "отчитались", кто чего достиг. Оказалось, наш курс "выдал" немало достойных ученых.
А когда вечером пришел домой, раздался телефонный звонок. Звонила Людмила - жена Левы Киселева: буквально несколько часов назад скончался академик Лев Львович Киселев
- прекрасный человек, замечательный ученый - родоначальник вирусной теории рака. В конце прошлого года, когда он был уже болен, во Французском посольстве ему торжественно вручили редкий орден Академических Пальм за выдающийся вклад в молекулярную биологию и биохимию. Такое вот совпадение: встреча с однокурсниками и тут же тяжелейшая потеря. На похоронах было много народу, блестяще говорил академик Андрей Иванович Воробьев о Льве Львовиче и его семье: отце - знаменитом вирусологе Льве Александровиче Зильбере, дяде - авторе "Двух капитанов" и "Открытой книги" Вениамине Каверине...
Вернусь снова к встрече однокурсников. Мы собрали уйму фотографий, и я увидел себя студентом, первокурсником. Это был 1953 год. Невольно вспомнилось, почему поступил именно на биофак. В моей 310-й мужской школе на Чистых прудах в самом конце 1940-х - начале 1950-х годов работало много прекрасных преподавателей, в том числе изгнанных из МГУ-Один из них вел у нас логику и психологию (был тогда в школах такой предмет) и очень интересно рассказывал о высшей нервной деятельности и работах Павлова. С этого, пожалуй, все и началось. Мой отец, композитор Аркадий Островский, был далек от науки, но хотел, чтобы я непременно стал профессором. По утрам он, бывало, спрашивал: "Мишка, ты еще не профессор?" И так счастливо сложилась моя судьба, что школьником я познакомился со студентами биофака: физиологами Митей Сахаровым (он стал потом не только маститым нейробиологом, но и известным поэтом Дмитрием Сухаревым) и с Лялей Розановой (она была душой биофака). Все это вместе и определило мой выбор. Но поступить на биофак в 1953 году мне было совсем не просто. Мудрый мой папа сказал так: "Если не хочешь загреметь в ремесленное училище, то должен окончить школу с золотой медалью". Я сидел как проклятый - и получил-таки медаль. Прошел собеседование у замечательных профессоров биофака и был принят без экзаменов.
Вступительную лекцию нам читал заведующий кафедрой физиологии Хачатур Сергеевич Коштоянц - один из основоположников сравнительной и эволюционной физиологии в нашей стране. Яркая личность, эрудит, блестящий знаток живописи, литературы, он наизусть читал нам целые куски из Шекспира. К студентам Хачатур Сергеевич относился по-отечески. Ему доставляло явное удовольствие общаться с нами. (Сент-Экзюпери писал: нет большей роскоши, чем роскошь человеческого общения). Хорошо помню других наших блистательных профессоров: Льва Александровича Зенкевича, его лекции были подлинным произведением искусства, артистичного Сергея Евгеньевича Северина. В то время начинал Андрей Николаевич Белозерский - без преувеличения, основатель молекулярной биологии. То было созвездие личностей.
Мои наставники подвели меня к изучению первичных процессов зрения. Ими я стал заниматься уже после университета, в аспирантуре. И вслед за древними греками - они первыми искали ответ на этот кардинальный вопрос - пытался понять: как свет превращается в зрение? Наши преподаватели буквально погрузили нас в биологию, Биологию с большой буквы, в которой эволюционный подход был главенствующим. Неспроста вспоминаю об этом сейчас: для меня - заведующего только что созданной на биофаке МГУ кафедрой "Молекулярной физиологии", эволюционный и сравнительно-физиологический подходы также главенствующие.
- Общение с этими яркими личностями сказалось на выборе пути?
- Оно и сейчас сказывается. Когда я писал обоснование, почему на биофаке нужно создать эту кафедру, то главным аргументом считал необходимость возрождения заложенных Коштоянцем традиций эволюционной и сравнительной физиологии, возрождения на новом витке спирали познания - молекулярном уровне. В его фундаментальном двухтомнике "Основы сравнительной физиологии", на котором воспитывалось поколение физиологов, четко прослеживается молекулярно-физиологический подход. Сегодня он особенно востребован, поскольку диктуется логикой развития биологии конца XX - начала XXI века. По существу, это логика постгеномной эры. Недавно это предельно ясно сформулировал академик Е.Свердлов - признанный авторитет в молекулярной биологии, причем, заметьте, химик, а не биолог по образованию.
"Счастливая пора ожидания, что все проблемы биологии разрешит геномика, заканчивается, - говорит он и продолжает: -На основной вопрос биологии "Что есть жизнь?" должна ответить простейшая живая система - клетка".
Это и есть не что иное, как предмет молекулярной физиологии. И что принципиально важно: путь к пониманию живой клетки лежит через ее эволюцию. Вот вам и возвращение, но на новом витке спирали, к великим эволюционистам прошлого.
- Так как насчет вопроса древних греков? Ученые уже знают, как свет превращается в зрение?
- Ответ на протяжении веков исследователи давали не единожды и всякий раз на соответствующем витке спирали познания. Например, Томас Юнг в 1802 году объяснил, как устроено цветовое зрение, а нобелевский лауреат 1967 года Джордж Уолд описал светочувствительную молекулу зрительного пигмента родопсина. Бесконечный процесс познания, в данном случае процессов зрения, продолжается. И каждый раз обстоятельный ответ вызывает еще более глубокий вопрос. С первых дней занятий в аспирантуре и по сей день я стараюсь ответить на вопрос, занимавший еще древних греков. За последние три десятилетия усилиями ученых мира удалось довольно подробно описать молекулярную "машинерию" зрения, проследить всю цепочку - от кванта света до физиологического сигнала. Это ли не замечательно?!
Конечно, замечательно. Ученые испытывают чувство удовлетворения, а нам, обывателям, это как-то помогает в жизни?
- Есть такая крылатая фраза: "Нет ничего практичнее хорошей теории". Примеров, подтверждающих эту мысль, множество. Так, удовлетворяя собственное любопытство и, как я уже говорил, отвечая на вызов древних, мы усовершенствовали, можно сказать нечаянно, искусственные хрусталики глаза. С середины 1980-х годов в России, по данным Института "Микрохирургии глаза", имплантировано (вставлено в глаз человека после хирургического удаления собственного катарактального хрусталика) миллион триста тысяч таких хрусталиков. За эти хрусталики мы даже недавно получили премию Правительства Российской Федерации. Мы - это команда физиологов (сотрудник нашей лаборатории доктор биологических наук П.Зак и ваш покорный слуга) и офтальмологов (профессора Х.Тахчиди и Л.Линник из федоровского Института "Микрохирургии глаза").
Придумали искусственный хрусталик, естественно, задолго до нас. Еще во времена Нерона в глаз вместо катарактального хрусталика пытались вставлять искусственный - кусочки алмаза. Попыток было много, но самая успешная удалась английскому офтальмологу Гарольду Ридли. Еще в 1946 году он предложил вытачивать искусственный хрусталик из оптически чистого качественного плексигласа. Но беда в том, что такой хрусталик пропускает все лучи солнечного света. Поэтому нередко случались осложнения -световые ожоги сетчатки. Мы же, исследуя механизмы фотоповреждения сетчатки, поняли: для нее губительны ультрафиолетовые и частично фиолетово-синие лучи солнечного спектра. Поэтому искусственный хрусталик должен их задерживать, то есть быть желтоватым, как и естественный, пожелтевший хрусталик человека примерно 50-летнего возраста. Так появилось новое поколение искусственных хрусталиков. Недавно американцы усовершенствовали их: не меняя цвета - он у них точно такой же, как у нас, - они стали делать хрусталики из мягкого материала. Это одна из "польз" от занятий наукой, но есть и другие.
Еще одна пока лишь проглядывается в области нанотехнологий. Мы ищем ответ на фундаментальный вопрос, можно сказать, поставленный древними: как именно совершается сверхбыстрая - всего за 200 фемтосекунд (1 фемтосекунда - это 10 в минус 15 степени секунды) и чрезвычайно эффективная фотохимическая реакция, запускающая процесс зрения? Совместно с физиками из родственного нам Института химической физики им. Н.Н.Семенова профессором О.Саркисовым и его молодыми сотрудниками пытаемся ответить древним. Буквально на днях в "Докладах Российской академии наук" должна выйти наша статья по этому поводу. Если бы удалось воспроизвести такую фотореакцию в стабильном, похожем на зрительный пигмент белке (ибо сам он для технических целей не годится), то был бы создан сверхбыстрый молекулярный фотопереключатель. Такой генетически сконструированный светочувствительный белок мог бы стать чипом в молекулярной электронике будущего. Пока до этого еще очень далеко, но вместе с ведущими специалистами по генной инженерии - академиком М.Кирпичниковым и его сотрудниками из Института биоорганической химии РАН им. М.М.Шемякина и Ю.А.Овчинникова мы начали работать в этом направлении.
- Интересно, каков уровень отечественных достижений в этой области?
- Несколько лет я работал в США, в одном из Национальных институтов здоровья под Вашингтоном. Наши ученые там на очень хорошем счету, многие стали признанными корифеями. Я объясняю это так: наше фундаментальное образование, научное мировоззрение шире, чем у многих зарубежных коллег. Такова традиция отечественной науки. Наши люди более "приспособлены" к науке.
- Однако "узость" не мешает американцам удостаиваться Нобелевских премий?
- Не мешает, а помогает. Чтобы стать нобелевским лауреатом сегодня, необходимо достичь конкретного, кардинального результата. Потенциальные лауреаты, в том числе в физиологии, у нас и кроме И.Павлова были. Но уж больно несчастливо складывалась судьба возможных отечественных нобелевских лауреатов. Об этом, кстати, не раз писал "Поиск". Один из них - Александр Михайлович Уголев, член-корреспондент в то время еще АН СССР, - открыл так называемое пристеночное пищеварение.
- Теперь у вас есть возможность воспитывать будущих нобелевских лауреатов на вашей кафедре в МГУ?
- Нобелевских лауреатов - это громко сказано! Хотя кто знает? Мне кажется, я чувствую своих студентов достаточно хорошо - как-никак лет 30 преподаю на биофаке. И учусь у них - вот, что важно. Недавно на кафедре биофизики защищали курсовые работы мои четверокурсники. Я был поражен, как просто, понятно и осознанно они излагали результаты своих довольно сложных физических и биологических экспериментов. Мне было очень полезно с ними познакомиться. До этого я видел, как много и увлеченно они работают. И что особенно, я бы сказал, принципиально важно: уже появилось среднее звено исследователей. Непосредственно этими студентами руководили мои сегодняшние или вчерашние аспиранты.
Вообще-то я совершенно не собираюсь заставлять моих студентов и аспирантов заниматься наукой - хочу лишь и делаю все возможное для этого, чтобы им просто-напросто было интересно, чтобы у них был кураж, желание удовлетворять собственное любопытство и стремление отвечать на вопросы древних. Вот и все воспитание. Так и меня готовили в Московском университете. И дай-то Бог, чтобы собравшись лет эдак через 50, они вспомнили нас добрым словом.
http://www.ras.ru/news/
