АКАДЕМГОРОДОК. «НАУКА В СИБИРИ»

НАУКА О ГЕНАХ
Академик М. Лаврентьев, используя своё огромное влияние, убедил Н. Хрущёва: стране необходим научный центр, в районе, самом недоступном (тогда!) для вражеских бомбардировок. У него было и два других довода: во-первых, собрать всех учёных, «кому стало тесно в Москве»; во-вторых, вызвать эффект «синергии». Термин ещё был «не на слуху», но Михаил Алексеевич предвидел: междисциплинарные контакты, близкое общение учёных самых разных сфер будут общеблаготворными. Что блестяще и подтвердилось. А наука, показавшая наибольший эффект синергии,— генетика.

Подобно учёным-генетикам, выбиравшим живых существ для своих опытов: знаменитых мушек-дрозофил, мышей, хомячков, лис…, история словно выбрала генетику для грандиозного эксперимента. Именно в этой области были явлены величайшие взлёты и трагедии. На лихорадочных митингах периода гибели СССР звучало «Николай Вавилов! Лысенко! «Зубр» — Тимофеев-Ресовский!» ничуть не реже, чем «Берия! Троцкий!».

Генетика в самые трагичные годы получала мощное содействие корифеев наук — вроде бы «весьма далёких». Накануне очередной волны репрессий на генетику учёные-физики Л. Ландау, И. Тамм, П. Капица инициировали знаменитое «Письмо трёхсот», сыгравшее известную  спасительную  роль.  Академик И. Курчатов объяснял значение генетики политическим верхам, создал Институт радиационной генетики, прикрыв «авторитетом атомной бомбы» гонимую науку о генах.

А «деревня Лаврентьевка» (любовное название Академгородка) общалась круглые сутки, и порой застолья оказывались продуктивнее научных симпозиумов. Хотя коварная филология подсказывает, что и симпозиум (лат. symposium от др. греч. — «пиршество») происходит от совместных обедов и возлияний древних учёных. Заменить на более политкорректное «застолье» — мешает строгая фактура: Платон и иже возлежали. Академик В. Шумный, вспоминая юность, общежитие, откуда они разъезжались на тентованных грузовиках по институтам, говорит, что их генетическую терминологию хорошо усваивали соседи: химики, геологи, экономисты. Самые яростные споры, что и понятно, были у экономистов, и часто у них слышались крики: «Ах ты, мутант! — А ты… гетерозиготный! — А ты…».

В. Шумный застал ещё Н. Тимофеева-Ресовского. Однажды он встретил вышедшего в коридор корифея и спросил, как идёт конференция. Кивнув на дверь, тот ответил: «Да они там всё ДэЭнКапают, да ДэЭнКапают! Пойдёмте лучше прогуляемся, подышим!» И, прогуливаясь под соснами, окружавшими здание Института цитологии и генетики (ИЦиГ), Владимир Константинович задал животрепещущий (уже тогда) вопрос: «Николай Владимирович! Так всё-таки, что такое вирус?!» И получил в ответ определение-афоризм,запомнившийся на всю жизнь: «Вирус — это сошедший с ума ген-эмигрант. Эмигрировавший из клетки, замерший. И чтобы вновь ожить, стремящийся вновь попасть в клетку».

К слову сказать, роман Д. Гранина «Зубр» — вторая по значимости книга периода перестройки — о нём, о Тимофееве-Ресовском.

С сентября 2020 года это определение запомнил и я, ранее по учебникам знавший лишь: «Вирус — не бактерия, не бацилла, вообще — не совсем живое существо». Плюс из Википедии: «Вирус (лат. virus — яд) — неклеточный инфекционный агент, который может воспроизводиться только внутри клеток». Именно на «зомби-жажде» вируса — ожить внутри клетки — основана борьба с ним. Но «борьба» с вирусом — день вчерашний. Передовая генетика позволила сделать следующий шаг: виротерапия. Если геномодифицированный вирус «натравить» на клетки опухоли, то он в них будет размножаться, подавляя больные и не трогая здоровые.

Я спросил научного руководителя ИЦиГ академика Н. Колчанова:

— Какие направления института за последнее время и в перспективе Вы считаете наиболее актуальными, успешными?
— Это работы в области генетики и селекции растений, прежде всего, сельскохозяйственных культур. Значительная часть их выполняется в рамках Курчатовского геномного центра, в числе учредителей которого ИЦиГ. С нашей стороны во главе этой работы стоит Е. Салина. Здесь современные генетические технологии для создания сортов зерновых с заданными параметрами: сроки колошения и созревания пшеницы. В 2020 участница этой работы А. Киселёва была награждена медалью Российской академии наук для молодых учёных. Другая группа учёных работает над созданием сортов с тёмной окраской зерна, которые дольше хранятся и могут использоваться в лечебном питании.

Важное направление в рамках Курчатовского геномного центра связано с промышленной микробиологией, изучением существующих штаммов микроорганизмов на предмет их использования в производстве экономически ценных химических продуцентов и создании новых штаммов с той же целью. Этими работами со стороны ИЦиГ руководят С. Пельтек и С. Лашин. В частности, наши учёные трудятся над не имеющим мировых аналогов программным комплексом, который позволяет не только быстро секвенировать геномы бактерий, но и строить математические модели, описывающие, как происходит синтез определённого целевого продукта микроорганизмом. А значит — управлять этим процессом. Параллельно формируем библиотеку таких геномов, позволяющую подбирать оптимальные варианты для производства тех или иных необходимых промышленности продуктов, да ещё и оптимизировать их посредством генной инженерии.

Многие годы успешно идёт работа по созданию генетических линий лабораторных животных, моделирующих различные человеческие патологии. В мировой науке хорошо известна созданная у нас линия крыс OXYS, для которых характерно преждевременное старение и целый «букет» возрастных патологий, присущих человеку, — от катаракты до болезни Альцгеймера. Работа с крысами позволяет изучать механизмы возрастных заболеваний, разрабатывать новые лекарства. Исследования этих и других лабораторных моделей проходят под руководством М. Мошкина на базе уникального SPF‑вивария ИЦиГ (научный объект не имеет аналогов в российской научной инфраструктуре).

Мышь — самый оптимальный зверь по сочетанию человекоподобия, удобства, экономичности содержания. Впрочем, есть ещё и этика: опыты над человекоподобными обезьянами, мягко выражаясь, не поймут индийцы и японцы. О «гуманизированных мышах» известно, благодаря «коронавирусным репортажам»: созданы генномодифицированные мыши с генами человека, восприимчивые к COVID‑19. Довелось увидеть и созданных «крыс-гипертоников », причём по трём линиям: гипертония на стрессы, на соль и спонтанная форма.

Пример взаимовлияния наук: нынешней работе лаборатории Михаил Павлович подобрал термин «фармацевтический коллайдер». Столкновение пучков электронов, протонов позволяет «поточно» просвечивать различные вещества и структуры. Технология производства новых линий трансгенных животных сталкивается с потоками новых лекарств. Алгоритмы испытаний позволяют быстрее перебирать нужные сочетания.

По словам заведующего: «„Прямая генетика“, варьируя признаки подопытных особей, исследует их геномы. „Обратная генетика“, меняя, удаляя гены (участки ДНК зародыша или стволовой клетки), изучает свойства полученных особей, их носителей. „Гуманизированные мыши“ — пример обратной генетики».

БЕЛЯЕВСКИЕ ЛИСЫ
Метод доказательства значимости какого-либо открытия с привлечением западных источников в чём-то ущербен. Однако начну со свидетельства «Нью Йорк Таймс» в статье «How do you make a fox your friend? Fast-forward evolution» (2017), назвавшей приручение лис «генетическим экспериментом века». Этому эксперименту посвящена выпущенная Чикагским университетом книга американского журналиста Ли Дугаткина и одной из старейших сотрудниц ИЦиГ СО РАН Л. Трут «Как приручить лису (и построить собаку). Сибирский эволюционный эксперимент».

Законное недоверие вызывает неудачный, на мой взгляд, вариант перевода: слово «приручить» напоминает о десятках, сотнях случаях приручения волков, лис, львов… Что ж тут нового?! Дело в том, что академик Д. Беляев не приручил, а селекционно-генетически одомашнил — доместицировал лису. Предельно упрощая, Беляев исследовал причины различия семейства псовых: собаки, лисы, волки. Один предок, скрещиваясь, даёт жизнеспособное потомство (во всяком случае, у волка с собакой). Но столь разное отношение к человеку. Академик предположил, что есть гены, определяющие поведение. И на их основе экспериментально промоделировал за полвека процесс эволюции, занявший у человека порядка тысячи лет, — не редактируя гены, как позволяют нынешние технологии, но лишь целенаправленно отбирая подходящих для скрещивания животных. Ученица академика Л. Трут пишет: «Он считал, что есть гены поведения, эволюционно возникшие, которые контролируют активность». Лабораторные исследования доказывают — у псовых дружелюбие, страх и ненависть к человеку — на генном уровне. Вот в чём разница. Сформированное на генном уровне — на нём же и передаётся. Щенки «беляевских дружелюбных лис» рождаются такими же. А приручение — самая лучшая дрессура — даёт дикому зверю лишь временную модель поведения. И его дети будут полностью дикими, да и он сам… Вспомним печальные инциденты в цирках, в семье Берберовых.