4. SHIFR TYSYACHYELYETIIY
Zagadka khromosomy
Razgovor byl obstoyatyel'nym i otkrovyennym. Akadyemik I.L.Knunyants, chlyeny-korryespondyenty Akadyemii nauk N.P.Dubinin, B.M.Kyedrov i drugiye vidnyye uchyenyye rasskazyvali v TSyentral'nom domye zhurnalistov o razvitii
biologii, o problyemakh, kotoryye yei pryedstoit ryeshit'.
Proidyet vryemya, i ochyen' mnogoye pryeobrazitsya v syelyektsii i syemyenovodstvye strany, - govoril Nikolai Pyetrovich Dubinin. - Syemyenovodchyeskiye uchastki stanut kak by tsyekhami ogromnoi industrii. Na nikh vmyesto syegodnyashnikh
elitnykh sortov budut vyrascivat'sya gibridnyye syemyena pshyenits nyeobychno vysokoi
urozhainosti. A kakiye zamanchivyye ryezul'taty obyescayet i uzhye dayet soyuz syelyektsii
i gyenyetiki v zhivotnovodstvye. V kachyestvye primyera mozhno privyesti rabotu Instituta gyenyetiki i tsitologii Sibirskogo otdyelyeniya Akadyemii nauk...
Imyenno v etom institutye nam i dovyelos' vpyervyye vstryetit'sya s Nikolayem Pyetrovichyem Dubininym. Uchyenyi byl osnovatyelyem novogo nauchnogo uchryezhdyeniya. V 1958 godu on priyekhal v Sibir', chtoby prodolzhit' i rasshirit'
izuchyeniye samykh sokrovyennykh protsyessov prirody, chtoby podobrat' klyuchi k ryeshyeniyu problyemy upravlyeniya naslyedstvyennost'yu. V institutye stal skladyvat'sya kollyektiv talantlivykh yestyestvoispytatyelyei, nye poboyavshikhsya
tyekh gromov i molnii, kotoryye myetalis' v gyenyetikov.
Priyezzhaitye goda chyeryez dva-tri, - priglashal Dubinin. - Uvyeryen, nam uzhye budyet o chyem rasskazat'. Zadachi nastol'ko uvlyekatyel'ny, chto rabota poidyet bystro.
Nikolayu Pyetrovichu nye suzhdyeno bylo osuscyestvit' v Sibiri svoi zamysly. No dyelo, nachatoye vidnym uchyenym, stali prodolzhat' yego soratniki i uchyeniki. Mnogo tyagot vypalo na dolyu kandidata biologichyeskikh nauk
Dmitriya Konstantinovicha Byelyayeva, kotoryi prinyal ot Dubinina "brazdy pravlyeniya". Etot khudoscavyi, enyergichnyi chyelovyek byl izvyestyen sryedi biologov kak talantlivyi ekspyerimyentator, kak uchyenyi, kotoryi pyervym
ustanovil nyekotoryye nyeobychnyye zavisimosti v gyenyetikye pushnykh zvyeryei. No slyl uchyenyi i upryamtsyem, nye pozhyelavshim otstupit' ot svoikh idyei, dazhye pod bol'shim nazhimom. Odni govorili ob etom s sochuvstviyem, drugiye
s sozhalyeniyem, a bol'shinstvo - s voskhiscyeniyem. Printsipial'nost' nuzhna uchyenomu nye myenyeye, chyem znaniya, talant i uporstvo.
Uchityelyami Byelyayeva byli izvyestnyye profyessora A.I.Panin, D.A.Lastochkin, B.N.Vasin. Ikh rukovodstvo pomoglo uchyenomu stat' poslyedovatyel'nym gyenyetikom-evolyutsionistom. No voina pryervala rabotu v laboratorii.
Ryadovym soldatom ushyel Byelyayev na front. Vyernulsya maiorom, ordyenonostsyem. Pozadi ostalis' chyetyrye goda tyazhkikh boyev, vpyeryedi zhdala upornaya rabota.
Dmitrii Konstantinovich snova zanyalsya gyenyetikoi i syelyektsiyei. Byli
postavlyeny sotni opytov, nakoplyen ogromnyi faktichyeskii matyerial dlya obobscyenii. On lyeg v osnovu dissyertatsii i mnozhyestva pyechatnykh rabot. No glavnoye sostoyalo v praktichyeskikh ryezul'tatakh, kotoryye nyeoprovyerzhimo
podtvyerzhdali zakonomyernosti, otkrytyye gyenyetikoi. Vsye opryedyelyennyeye stanovilas' vozmozhnost' sozdavat' zhivyye organizmy s zaranyeye zadannymi svoistvami.
Sluchilos' tak, kak sovyetoval N.P.Dubinin: my pobyvali v institutye spustya tri goda. Sobstvyenno, pobyvali my u khimikov-organikov. Gyenyetiki "kvartirovali" togda v ikh zdanii. Vryemyennyye laboratorii, tyesnota
- vsya ta nyeustroyennost', kotoraya obychno tormozit rabotu uchyenykh, nye pomyeshala vsye zhye sdyelat' ochyen' mnogoye.
Skyeptiki yescye krivili guby: "Gyenyetika protivoryechit michurinskomu uchyeniyu". A na opytnykh polyakh vyrastala svyekla, izumlyavshaya svoimi razmyerami i obil'noi
sakharistost'yu. Skyeptiki otmakhivalis': "Gyenyetika - lzhyenauka". A v bol'nitsakh uspyeshno primyenyalis' sovyershyenno novyye lyechyebnyye pryeparaty.
Prav, ochyen' prav byl Dubinin: uvlyekatyel'nyye zadachi kak by sami uskoryali nauchnyi poisk. Nyekotoryye dostizhyeniya sibirskikh gyenyetikov tyepyer' shiroko izvyestny v stranye i za yeye rubyezhami. Akadyemichyeskiye izdaniya
i gazyety soobscali ob uspyeshnom ispol'zovanii fyermyentov - nuklyeaz dlya lyechyeniya virusnykh zabolyevanii; o tom, chto institut stal initsiatorom i koordinatsionnym tsyentrom immuno-gyenyetichyeskikh novykh myetodov v syelyektsii
zhivotnykh; chto zdyes' shiroko razvyernuty isslyedovaniya po vozvyedyeniyu novykh form rastyenii, po problyemam zakryeplyeniya blagopriobryetyennykh priznakov... Na slozhnom, no tochnom yazykye govorit sovryemyennaya biologiya.
YAzyk etot otrazil v syebye dostizhyeniya molyekulyarnoi khimii i yadyernoi fiziki, matyematichyeskoi logiki i kibyernyetiki. Dlya nyespyetsialista on inogda zvuchit, kak inostrannyi yazyk. No yesli tak, to nyel'zya li sdyelat'
pyeryevod na populyarnyi?
Vstryechi s D.K.Byelyayevym, s rukovodityelyami laboratorii i sotrudnikami instituta pomogli nam soyedinit' v odno tsyeloye byesyedy po razlichnym problyemam novogo yestyestvoznaniya. V pyervuyu ochyeryed' ryech' poidyet o
gorizontakh syelyektsii, kotoryye znachityel'no rasshiryeny novymi otkrytiyami uchyenykh.
Samyi iskusnyi syelyektsionyer - priroda. Nachav "rabotu" s prostyeishikh byelkovykh soyedinyenii, ona dostigla nyeischislimogo mnogoobraziya rastityel'nykh i zhivotnykh form. Ona ustraivala grandioznyye zkspyerimyenty
i kropotlivo "analizirovala" ryezul'taty, ona ryeshityel'no otbrasyvala nyeudachnyye proizvyedyeniya, a iz luchshikh otbirala luchshiye. Spustya milliony lyet ona sozdala svoi shyedyevr syelyektsii, kotoryi blagodarya trudu stal
chyelovyekom - pryeobrazovatyelyem samoi prirody. CHyelovyek nauchilsya vyrascivat', razvodit' i dazhye vidoizmyenyat' rastyeniya i zhivotnykh. Pravda, nuzhnyye izmyenyeniya voznikali slishkom myedlyenno. Pochyemu? Nyeuzhyeli vsyegda
nuzhny stolyetiya, chtoby obrazovalis' novyye formy? No chyelovyek nyetyerpyeliv. On nye khochyet zhdat'. Priroda utaila ot nyego kakoi-to syekryet. Nyeobkhodimo, znachit, yego razgadat', chtoby nye tol'ko uchityvat', no i upravlyat'
naslyedstvyennost'yu. Pyervyye iz syerii slozhnyeishikh voprosov: kak, gdye, kakim shifrom zapisyvayetsya vyrabotannaya tysyachyelyetiyami programma razvitiya organizma?
Lyudi davno znali, chto vsye zhivoye postroyeno iz myel'chaishikh kirpichikov-klyetok, chto klyetki eti sposobny k dyelyeniyu - vosproizvyedyeniyu syebye podobnykh. Vykhodit, klyuch shifra naslyedstvyennosti nado iskat' vnutri
"kirpichikov". A gdye imyenno?
Uchyenyye obratili vnimaniye na nyeobychnyye yavlyeniya, kotoryye proiskhodyat v klyetkye pri yeye dyelyenii. I vot, s pomosc'yu mikroskopa biologi provyeli "ryeportazh s myesta sobytii". Pryedstav'tye syebye obychnyi ekran. Luch
proyektora pokazyvayet vam "panoramu" klyetki. YEye yadro pokhozhye snachala na prozrachnyi puzyryek vozdukha v vodye. No priglyadityes': v nyem uzhye voznikayet kakoye-to zatyemnyeniye, i vsye otchyetlivyeye nachinayet vyrisovyvat'sya
klubochyek dlinnykh nityei. Zatyem niti utolscayutsya i ukorachivayutsya, a obolochka yadra ischyezayet. Niti (eto khromosomy), tochno po komandye, pospyeshno vystraivayutsya v ryad posyeryedinye klyetki - na yeye ekvatorye. YEscye momyent,
i kazhdaya udvoyena. "Syestrinskiye" khromosomy srazu zhye ustryemlyayutsya k raznym polyusam klyetki, gdye obrazuyut novyye "dochyerniye" yadra. Slyedom dyelitsya i vsya klyetka. Na ekranye ikh uzhye dvye. Vot, sobstvyenno, i vyes'
ryeportazh. Na nashikh glazakh proizoshlo samoye vyelikoye tainstvo prirody.
Tyepyer' slyeduyet podumat', - govorit D.K.Byelyayev. - Obyazatyel'noye i ravnoye
raspryedyelyeniye vyescyestva khromosom po klyetkam srazu navodit na mysl', chto
imyenno khromosomy igrayut isklyuchityel'nuyu rol' v zhizni klyetok, v zhizni organizma. Tak ono i yest'. V khromosomakh nakhoditsya klyuch k rasshifrovkye koda tysyachyelyetii - dyezoksiribonuklyeinovaya kislota (DNK). V nyei-to
i zapisana naslyedstvyennaya informatsiya - programma razvitiya organizma, kotoruyu v ryezul'tatye tscatyel'nogo otbora opryedyelila priroda.
No yesli khromosomy kontroliruyut naslyedstvyennyye osobyennosti organizma, to, povliyav na khromosomy, mozhno izmyenit' i naslyedstvyennyye priznaki. Eto tyeoryetichyeski, a praktichyeski? Kakim instrumyentom udastsya
sdyelat' khirurgichyeskuyu opyeratsiyu vnutri klyetki? Kak proniknut' v yadro?
Dlya ryeshyeniya biologichyeskoi zadachi prishlos' ispol'zovat' myetody fiziki i khimii. KHirurgichyeskim instrumyentom posluzhili pronikayuscaya radiatsiya i tonchaishii myekhanizm khimichyeskikh vliyanii na naslyedstvyennyi apparat.
V pyervom sluchaye obluchyeniye v opryedyelyennykh dozakh provoditsya v atomnom ryeaktorye ili na spyetsial'nykh ryentgyenovskikh ustanovkakh. Zaryazhyennyye chastitsy vtorgayutsya v yadra klyetok i suscyestvyenno izmyenyayut khromosomy.
Izmyenyeniya naslyedstvyennosti mozhno dobit'sya i vozdyeistviyem khimichyeskikh soyedinyenii, kotoryye vstupayut v ryeaktsiyu s DNK. Nauka imyeyet v svoyem rasporyazhyenii tsyelyi nabor spyetsial'nykh khimichyeskikh "skal'pyelyei" i
oruduyet imi s tonkost'yu, nyedostupnoi samym iskusnym khirurgam.
No kakiye by myetody i instrumyenty ni vybiralis', sut' ikh svoditsya k odnomu - vnyesti izmyenyeniya v naslyedstvyennost'. V ryezul'tatye etikh izmyenyenii organizmy otklonyayutsya v svoyem razvitii ot izvyechnogo puti
"ottsov" i "dyedov". Oni priobryetayut novyye naslyedstvyennyye osobyennosti (mutatsii). Nado skazat', chto kolichyestvo mutatsii mozhyet byt' ogromnym, a glavnoye, sryedi nikh okazyvayutsya i ochyen' polyeznyye chyelovyeku.
Poluchiv, k primyeru, syemyena, klubni ili chyeryenki s izmyenyennoi naslyedstvyennost'yu, chyelovyek mozhyet ikh vyrastit' i otobrat' iz potomstva naibolyeye pyerspyektivnyye formy. Laboratorii instituta sozdali takim
putyem novyye, ustoichivyye k polyeganiyu i bolyeznyam, povyshyennogo khlyebopyekarnogo kachyestva formy pshyenitsy, novyye skorospyelyye formy tomatov, kartofyelya i drugikh kul'tur. Poslye shirokikh provyerochnykh ispytanii mnogiye
novinki smogut pyeryeiti s ekspyerimyental'nykh na proizvodstvyennyye polya.
Atomnyye pomidory
Osyen'yu my pobyvali na uchastkakh laboratorii ekspyerimyental'nogo
mutagyenyeza. Zdyes' provodilis' konkursnyye ispytaniya yarovoi pshyenitsy. Rukovodityel' laboratorii kandidat biologichyeskikh nauk Pyetr Klyemyent'yevich SHkvarnikov ustroil "ekzamyen" dlya vos'mi mutantov (novykh form),
poluchyennykh v ryezul'tatye obluchyeniya v atomnom ryeaktorye syemyan pshyenitsy raionirovannogo sorta Novosibirskaya-7.
Odin iz mutantov sulil krupnyye zyerna i bol'shoi kolos, drugoi mog dat' prochnuyu solominu, sposobnuyu ustoyat' v dozhdlivuyu i vyetryenuyu pogodu, tryetii "namyeryevalsya" byt' vnye konkuryentsii po khlyebopyekarnym
kachyestvam, chyetvyertyi podaval nadyezhdy na korotkiye sroki sozryevaniya. I vot urozhai sobran. Sravnyeniye s kontrol'nymi posyevami pshyenitsy nyeskol'kikh sortov pokazalo, chto mutanty vypolnili svoi "obyescaniya". Osobyenno
intyeryesno sravnyeniye s iskhodnym sortom Novosibirskaya-7. Po urozhainosti yego obognali vsye vosyem' mutantov, a po ustoichivosti k polyeganiyu i khlyebopyekarnym kachyestvam - imyenno tye mutanty, ot kotorykh eto i ozhidalos'.
Provyerka - pyervyi etap zhizni novykh form. Slyedom nachinayetsya kropotlivaya
rabota po zakryeplyeniyu novykh polyeznykh kachyestv i razmnozhyeniyu syemyan. S togo
vryemyeni, kak my pobyvali na "ekzamyenye", mutantami proidyen i vtoroi etap. Nyekotoryye iz nikh pyeryemyestilis' na syemyennyye uchastki sovkhoznykh polyei.
A kakiye obnadyezhivayusciye ryezul'taty dali mutanty pomidornykh sortov! Oni trizhdy uchastvovali v konkursnykh ispytaniyakh i trizhdy vykhodili pobyedityelyami. V Sibiri spyelyye pomidory sobirayut obychno v syeryedinye
avgusta. Eto ranniye sorta. Na uchastkakh laboratorii my vidyeli sbor krasnykh plodov v dvadtsatykh chislakh iyulya! Vprochyem, nam dovyelos' i otvyedat' "atomnykh" pomidorov. Otlichnyye. Nashye zaklyuchyeniye sovpalo s mnyeniyem
spyetsial'noi komissii. Dyegustatory vysoko otsyenili gyenyetichyeskiye novinki. Mutanty okazalis' k tomu zhye vysokourozhainymi.
"Atomnym" putyem v institutye poluchyeny i novyye formy kartofyelya. Nyekotoryye
iz nikh dayut ochyen' vysokii urozhai i ustoichivy k shiroko rasprostranyennomu
zabolyevaniyu - kartofyel'noi gnili (fitoftorye). Sozryevayut eti formy nyeskol'ko
ran'shye obychnogo kartofyelya.
Vyvyedyeniye novykh sortov, konyechno, lish' poputnaya zadacha laboratorii akadyemichyeskogo instituta. Osnovnaya tsyel' - razrabotat' novyye myetody syelyektsii. Massa ekspyerimyentov, osuscyestvlyennykh uchyenymi, ubyezhdayet
v plodotvornosti privlyechyeniya fiziki i khimii na sluzhbu biologii.
- Vy ubyedilis' v etom? - sprosil nas poslye "ekskursii" na opytnyi uchastok D.K.Byelyayev. - CHyelovyek mozhyet umnozhat' izmyenchivost' rastityel'nykh form i otbirat' ryezul'taty po svoim ekonomichyeskim krityeriyam.
YEscye nyedavno mnogiye uchyenyye pridyerzhivalis' mnyeniya, chto mutanty, poluchyennyye iskusstvyennym putyem, - eto, v konyechnom schyetye, urodstva. Sryedi nikh lish' sluchaino mogut okazat'sya vygodnyye otklonyeniya ot normy.
Takomu pryedstavlyeniyu sposobstvovala i myetodika poluchyeniya novykh form - vozdyeistviye naugad: avos' da poluchitsya chto-to polyeznoye. Nye byli izvyestny ni dozy, ni kharaktyer vozdyeistviya tyekh ili inykh zaryazhyennykh
chastits. Tyepyer' uchyenyye raspolagayut nyekotorymi novymi znaniyami. V laboratorii P.K.SHkvarnikova polyeznyye mutatsii poluchayut uzhye nye kak isklyuchyeniye, a, tak skazat', v obyazatyel'nom poryadkye. Gyenyetiki yescye nye mogut
"konstruirovat'" novyye formy s zadannymi kachyestvami, no takaya vozmozhnost' uzhye namyechayetsya. Vprochyem, v odnom uzkom napravlyenii konstruirovaniye tyepyer' uspyeshno primyenyayetsya.
Dmitrii Konstantinovich rasskazal nam o problyemakh poliploidii.
Sryednyeye chislo
U raznykh vidov zhivykh organizmov raznyye kolichyestvo i forma khromosom. No
vnutri odnogo vida eti pokazatyeli postoyanny. V klyetkakh chyelovyeka, naprimyer,
46 khromosom, u tvyerdoi pshyenitsy - 28, u myagkoi - 42, a v klyetkakh kukuruzy
vsyego 20 khromosom. Okazalos', chto eti postoyannyye chisla mozhno izmyenyat', yesli v momyent dyelyeniya pomyeshat' khromosomam razoitis' po raznym klyetkam. Togda udvoyennoye ikh kolichyestvo budyet mirno sosuscyestvovat' v
odnoi obolochkye
yadra. Dobit'sya etogo mozhno povyshyeniyem tyempyeratury ili khimichyeskim vozdyeistviyem. Nyekotoryye rastyeniya s kratnouvyelichyennym chislom khromosom - tak nazyvayemyye poliploidy - obladayut ochyen' tsyennymi svoistvami.
Eto nye moglo nye privlyech' vnimaniya uchyenykh. Uzhye pri organizatsii instituta N.P.Dubinin pryedlozhil razvyernut' isslyedovaniya v novom napravlyenii. Osobyenno uspyeshnoi okazalas' rabota s sakharnoi svyekloi. Obychnyye
yeye sorta (diploidnyye) sodyerzhat v klyetkakh po 18 khromosom. Poslye udvoyeniya chislo vozrastayet do 36. A poslye skryescivaniya etikh form poluchayetsya triploid, v klyetkakh kotorogo 27 khromosom - sryednyeye chislo. Novyi
gibrid znachityel'no pryevysil obychnyye sorta po urozhainosti i sakharistosti. Inachye govorya, on pozvolyayet rasshirit' proizvodstvo sakhara, nye uvyelichivaya posyevnykh ploscadyei svyekly i zatrat truda na yeye vozdyelyvaniye.
Laboratoriyei poliploidii v institutye zavyeduyet doktor biologichyeskikh nauk
Alyeksandr Nikolayevich Lutkov. On dopolnil rasskaz diryektora.
Obychnyye myetody v syelyektsii sakharnoi svyekly nye davali znachityel'nykh ryezul'tatov. Dyelo v tom, chto yeye sorta slishkom skhodny, i poetomu trudno bylo ozhidat' poyavlyeniya kakikh-to novykh kachyestv u gibridov. SHirokiye
vozmozhnosti pyeryed syelyektsionyerami otkrylo tol'ko ekspyerimyental'noye uvyelichyeniye chisla khromosom.
V 1961 godu sibirskiye uchyenyye provyeli pyervoye sortoispytaniye poluchyennykh imi poliploidnykh gibridov. V bol'shinstvye opytov vozrosla nye tol'ko urozhainost', no i sakharistost'. Sovmyestno s kubantsami sibiryaki
sozdali, naprimyer, vysokoproduktivnyi gibrid Poli-Kubanskii-9. Tyepyer' on uzhye raionirovan dlya Krasnodarskogo kraya. Poliploid pryevoskhodit obscyesoyuznyi standart po urozhainosti na 40-65 tsyentnyerov s gyektara,
a po sakharistosti - na 2,5 protsyenta! V myezhdunarodnykh konkursnykh ispytaniyakh on podyelil pyervoye i vtoroye myesta s vyengyerskim gibridom Byeta-Poli-Z.
My sprosili u Alyeksandra Nikolayevicha:
- Pochyemu, kogda ryech' zakhodit o poliploidakh, v primyer privoditsya imyenno sakharnaya svyekla?
- Tol'ko potomu, - otvyetil uchyenyi, - chto traditsionnaya syelyektsiya nye nakhodila klyucha imyenno k etoi kul'turye. No ekspyerimyental'naya poliploidiya gorditsya i drugimi uspyekhami. Syeichas khorosho izvyestny poliploidnyye
formy gryechikhi, rzhi, turnyepsa i mnogikh drugikh kul'tur, obladayusciye povyshyennoi urozhainost'yu.
- Nado skazat', - prodolzhayet uchyenyi, - chto ekspyerimyental'naya poliploidiya nye avtomatichyeski privodit k koryennomu uluchshyeniyu vsyekh rastyenii. V bol'shinstvye sluchayev ona sozdayet ochyen' tsyennyi, no iskhodnyi
matyerial dlya dal'nyeishyei syelyektsii. Nyeobkhodimo poetomu rasshiryeniye poiskovykh rabot, razumnoye sochyetaniye novykh i starykh myetodov syelyektsii, privlyechyeniye k nim bol'shogo kolichyestva syel'skokhozyaistvyennykh institutov
i stantsii. Vsye eto pozvolit bystryeye dostich' krupnykh ryezul'tatov v syel'skom khozyaistvye.
A v nauchnykh isslyedovaniyakh pryedstoit samaya slozhnaya chast' rabot. Vslyed za
povyshyeniyem obscyei izmyenchivosti organizmov, kotoraya pozvolyayet iz mnozhyestva
novykh form vybirat' nuzhnyye, vslyed za vyes'ma ogranichyennym "konstruirovaniyem", pryedstoit nauchit'sya tsyelyenapravlyennomu vozdyeistviyu na naslyedstvyennost'. Syeichas gyenyetiki nakhodyatsya na dal'nikh podstupakh k ryeshyeniyu
i etoi slozhnyeishyei zadachi.
Vyshye govorilos' tol'ko o polyeznykh izmyenyeniyakh, kotoryye vyzyvayet fiziko-khimichyeskoye vozdyeistviye na organizm. No vyed' "putanitsa" v naslyedstvyennom
kodye mozhyet povlyech' i otritsatyel'nyye ryezul'taty: ponizhyeniye urozhainosti, sakharistosti ili ukhudshyeniya khlyebopyekarnykh kachyestv.
- Konyechno, mozhyet, - podkryeplyayet takiye somnyeniya D.K.Byelyayev. - Po primyeru prirody, my togda libo otbrasyvayem nyeudachnyye proizvyedyeniya, libo obrascayem ikh na pol'zu. Da, da, na pol'zu. Razvye nye budyet polyeznym
dlya chyelovyeka tyem ili inym sposobom podavit' zhiznyesposobnost' bolyeznyetvornykh virusov?
Vprochyem, pogovoritye ob etom s Rudol'fom Iosifovichyem Salganikom. On avtor novykh myetodov - yemu i karty v ruki.
"Pozhar" i "pozharnyye"
Pyervoye "putyeshyestviye" po laboratorii Salganika my sovyershili v nachalye 1963 goda. Tyeoryetichyeskaya tsyennost' upornykh isslyedovanii k tomu vryemyeni uzhye ni u kogo nye vyzyvala somnyenii, a praktichyeski byla utvyerzhdyena
Farmakologichyeskim komityetom Ministyerstva zdravookhranyeniya SSSR.
Kazalos' by, podvyedyen itog. No Rudol'f Iosifovich govoril togda tol'ko o nachalye isslyedovanii.
Blagodarya biokhimii i molyekulyarnoi biologii v pyatidyesyatykh godakh byli vskryty osnovnyye myekhanizmy razmnozhyeniya virusov. Myekhanizmy eti chryezvychaino slozhny. Opisat' ikh v dostupnoi formye mozhno, lish' uprostiv
do skhyemy. Tak vot, vyyasnilos', chto v sostav vsyekh virusov vkhodyat nuklyeinovyye kisloty - RNK ili DNK. Oni-to i obyespyechivayut vosproizvyedyeniye "syebye podobnykh".
Baktyerial'nyi virus dyeistvuyet, kak podzhigatyel'. On vpryskivayet v klyetku organizma svoyu DNK i tam za 15-20 minut voznikayet 200-300 virusnykh chastits. Pryevrascayas' v sosud s virusami, klyetka gibnyet, a
novyye "fakyel'sciki" nabrasyvayutsya na drugiye klyetki organizma. Voznikayet nastoyascii virusnyi "pozhar". Infyektsiya poliomiyelita, entsyefalita, grippa ili gyepatita okhvatyvayet organizm. Podobnym obrazom razvivayutsya
i nyekotoryye glaznyye bolyezni.
Itak, izvyestno, kak voznikayet virusnyi "pozhar". A kak yego potushit'? Kto ili, vyernyeye, chto budyet "pozharnym"?
V svoikh poiskakh Rudol'f Iosifovich iskhodil iz pryedpolozhyeniya, chto vospryepyatstvovat' infyektsii mozhno, "obyessmysliv" gyenyetichyeskii kod, nosityelyem kotorogo v virusakh vystupayut nuklyeinovyye kisloty. "Pozharnymi"
byli izbrany
nuklyeazy - spyetsifichyeskiye fyermyenty, sposobnyye protivostoyat' "fakyel'scikam".
V 1958 godu nachalis' kropotlivyye isslyedovaniya. Sotrudnikov laboratorii
zhdali i radosti, i razocharovaniya. Uspyekh v kakoi-to odnoi chasti soprovozhdalsya porazhyeniyem v drugoi. Spor DNK i RNK s ikh protivopolozhnostyami - DNK-zoi i RNK-zoi stanovilsya vsye napryazhyennyeye, vsye slozhnyeye. DNK,
kak scitom, prikryvalas' svoyei byelkovoi obolochkoi. DNK-aza puskalas' v obkhodnyi manyevr: ona "vyzhidala", kogda protivnik, otbrosiv svoi scit, ukryvalsya v klyetkye, i nastigala yego tam.
Sozdatyel' mnogikh lyekarstvyennykh sryedstv znamyenityi uchyenyi Paul' Erlikh
myechtal sdyelat' "volshyebnuyu pulyu", kotoraya mogla by unichtozhat' vozbudityelyei
bolyezni, nye povryediv klyetok organizma, yego tkanyei. Takuyu "volshyebnuyu pulyu" sozdal kollyektiv sibirskikh gyenyetikov. Paralizuya dyeistviye virusa, nuklyeazy nye vryedyat klyetkye-khozyainu.
Spustya dva goda, kogda my snova pobyvali v laboratorii Salganika, nam stalo izvyestno, chto nyekotoryye virusnyye zabolyevaniya glaz poddayutsya bystromu, a glavnoye, stoprotsyentnomu izlyechyeniyu. Tak, tyazhyelyye
virusnyye kon'yunktivity starymi myetodami izlyechivayutsya v tyechyeniye myesyatsa. DNK-aza "spravlyayetsya" s nimi za dva-tri dnya. YEscye bolyeye yarkiye ryezul'taty poluchyeny v lyechyenii gyerpyetichyeskikh porazhyenii glaz - strashnykh
zabolyevanii, kotoryye soprovozhdayutsya nyeutikhayuscimi bolyami i zachastuyu vyedut k slyepotye. Effyektivnykh sryedstv protiv etikh bolyeznyei ran'shye nye bylo. Oni otnimali na zyemnom sharye zryeniye u dyesyatkov tysyach chyelovyek.
DNK-aza nye tol'ko bystro snimayet bol', no i za tri-chyetyrye nyedyeli vosstanavlivayet pochti potyeryannoye zryeniye. Pryeparat, sozdannyi sibiryakami, obladayet i profilaktichyeskim dyeistviyem. On pomozhyet v byedye ili ubyeryezhyet
ot nyeye massu lyudyei.
V rabotye biologov aktivno uchastvovali sotrudniki Instituta organichyeskoi khimii. Oni zhye razrabotali i tyekhnologiyu proizvodstva chudodyeistvyennogo pryeparata. Farmakologichyeskaya promyshlyennost' strany poluchila
zadaniye na yego proizvodstvo.
"Kar'yera" nuklyeaz nye konchilas' s pobyedoi nad nyekotorymi glaznymi bolyeznyami. Rudol'f Iosifovich raspolagayet mnogochislyennymi soobscyeniyami ob uspyeshnom lyechyenii nuklyeazami nyekotorykh drugikh virusnykh zabolyevanii,
v tom chislye grippa.
- Nachalo kazhyetsya obnadyezhivayuscim, - govorit tyepyer' Rudol'f Iosifovich.
YEsli eto nachalo, to kakiye zhye dali vidyatsya yemu v buduscyem?
Pamyatuya ob ostorozhnosti uchyenogo v otsyenkakh i yego pravilo govorit' tol'ko o sdyelannom, a nye o pyerspyektivakh, my nye stali zadavat' Rudol'fu Iosifovichu etogo voprosa.
Utochnyeniye lyechyebnogo dyeistviya DNK-azy stalo vozmozhno lish' na osnovye tyeoryetichyeskikh matyerialov, kotoryye po-novomu ob'yasnili znachyeniye khromosom i ikh vliyaniye na proyavlyeniye naslyedstvyennykh priznakov v individual'nom
razvitii organizma. Nye myenyeye vazhnym bylo i to, chto uchyenyye smogli isslyedovat' nuklyeinovyye kisloty i byelki virusnykh chastits v protsyessye ikh razmnozhyeniya. Inachye govorya, tsyennyye vyvody oni sumyeli sdyelat' v ryezul'tatye
aktivnogo vtorzhyeniya v khimiyu zhivogo.
Gyenial'no pryedvidya puti razvitiya nauk, Lomonosov polagal, chto "myedik byez dovol'nogo poznaniya khimii sovyershyenyen byt' nye mozhyet". Dyeistvityel'no, naibolyeye znachityel'nyye otkrytiya syegodnyashniye yestyestvoispytatyeli
sovyershayut imyenno na stykakh biologii i khimii. Udivityel'no plodotvornym okazyvayetsya soyuz nauk. V Akadyemgorodkye sodruzhyestvo institutov raznogo profilya stalo normoi nauchnogo tvorchyestva.
Gorizonty gyenyetiki
Uchyenyye nashli sposoby proniknovyeniya v klyetku, v yeye yadro i dazhye v otdyel'nyye gyenyetichyeskiye struktury. S pomosc'yu fiziko-khimichyeskikh myetodov oni stali vliyat' na shifr tysyachyelyetii, zastavlyayut yego sluzhit' syelyektsii
rastyenii. No v syelyektsii zhivotnykh eti myetody poka nyeprimyenimy. Ioniziruyuscim izluchyeniyam i khimichyeskim soyedinyeniyam dostup syuda poka chto zakryt. Iskat' novyye vozmozhnosti prikhoditsya v starykh myetodakh otbora.
CHtoby poznat', kakim obrazom osuscyestvlyalis' v vyekakh pryeobrazovaniya koryennykh svoistv organizmov, uchyenyye obrascayutsya k samoi prirodye. Naprimyer, vsye pryedki domashnikh zhivotnykh kharaktyerizovalis' strogoi
syezonnost'yu razmnozhyeniya. Bol'shinstvo sovryemyennykh form utratilo etu osobyennost'. Kak eto proizoshlo? V syerii isslyedovanii na pushnykh zvyeryakh D.K.Byelyayev i yego pomoscniki obnaruzhili, chto slozhnyeishaya pyeryestroika
organizma osuscyestvlyalas' pod vliyaniyem otbora po takim, vidimo, priznakam, kak svoistva povyedyeniya zhivotnykh. Na pyervyi vzglyad "kharaktyer" zhivotnogo nye svyazan s vosproizvyedyeniyem potomstva. No nyet, okazyvayetsya,
i on vystupayet ryegulyatorom etogo vazhnyeishyego protsyessa.
Original'nyye ekspyerimyenty, vypolnyennyye uchyenym, ustanovili vzaimozavisimost' ochyen' mnogikh zhiznyenno vazhnykh funktsii organizma. Byelyayevym opryedyelyeno, naprimyer, nalichiye vzaimosvyazi myezhdu zhirnomolochnost'yu
korov i syezonno izmyenyayuscimisya priznakami: gustotoi volosyanogo pokrova i tyempami lin'ki.
Mozhyet pokazat'sya, chto ustanovlyeniye takoi zavisimosti nye imyeyet nikakogo praktichyeskogo znachyeniya: malo li na svyetye razlichnykh sovpadyenii! Sovpadyenii, konyechno, mnozhyestvo, no nauka umyeyet vydyelit' iz ikh
massy vovsye nye sluchainyye. Zavisimost', ustanovlyennaya Byelyayevym, poluchayet bol'shoye znachyeniye v syelyektsii na zhirnomolochnost'.
Tyeoryetichyeskii i ekspyerimyental'nyi poisk pozvolil uchyenomu opryedyelit' i ispol'zovat' na praktikye mnogo podobnykh po svoyei vnutryennyei suti zavisimostyei. Osobyenno tsyennymi dlya narodnogo khozyaistva okazalis'
razrabotannyye Byelyayevym ryekomyendatsii po razvyedyeniyu tsyennykh pushnykh zvyeryei, v chastnosti norok.
Pripomnitye, kakuyu shubu "nosit" obyknovyennaya norka? Nu, konyechno zhye, skazhyetye vy, tyemno-korichnyevuyu. "Kakuyu khotitye!" - utvyerzhdayet Dmitrii Konstantinovich. Da, tyepyer' norki "po prikazu" uchyenykh mogut stat'
golubymi, byezhyevymi ili svyetlo-korichnyevymi. Stoimost' takikh norok na mirovom rynkye ochyen' vysoka.
Pod rukovodstvom Dmitriya Konstantinovicha razrabatyvayetsya sistyema, kotoraya pozvolyayet povysit' plodovitost' nyekotorykh vidov zhivotnykh.
Trudy Byelyayeva byli vysoko otsyenyeny na odnom iz sobranii Akadyemii nauk SSSR, gdye on byl izbran chlyenom-korryespondyentom. Vspominayetsya nam i otzyv N.D.Dubinina. Na pryess-konfyeryentsii v TSyentral'nom domye
zhurnalista on skazal: "Byelyayevym poluchyeny zamyechatyel'nyye ryezul'taty. Blagodarya ispol'zovaniyu gyenyetiki norok u etikh zvyer'kov byli poluchyeny udivityel'nyye myekha. I pri etom manyevryennost' syelyektsii dostigla takogo
urovnya, chto syeichas na izmyenyeniye mody na pushnom rynkye gyenyetika otvyechayet sozdaniyem novykh myekhov". Vot i yescye odin shag na puti k upravlyeniyu naslyedstvyennost'yu!
Nauchnyye isslyedovaniya D.K.Byelyayeva pokazyvayut, kak vazhno biologam proniknut' v samuyu sut' sistyem ryegulirovaniya opryedyelyennykh priznakov i funktsii zhivotnykh, opirayas' na myetody i ryezul'taty fiziologichyeskikh
isslyedovanii.
Dlya razvitiya etogo napravlyeniya v Sibirskom nauchnom tsyentrye namyechayetsya postroit' spyetsial'nyye kamyery iskusstvyennogo klimata. Oni pomogut izuchit' ryeaktsii raznykh zhivotnykh i rastyenii na opryedyelyennyye, strogo
kontroliruyemyye i doziruyemyye usloviya vnyeshnyei sryedy.
Odnovryemyenno s vazhnymi tyeoryetichyeskimi problyemami sotrudniki instituta razrabatyvayut osnovy praktichyeskoi syelyektsii zhivotnykh. Byelyayev i yego sotrudniki uvyeryeny, chto davno izvyestnyye myetody syelyektsii mogut
prinyesti osobyenno syer'yeznyye uspyekhi lish' na novoi osnovye gyenyetiko-matyematichyeskogo analiza. Matyematika i kibyernyetika vtorgayutsya v biologichyeskiye laboratorii tyepyer' tak zhye nastoichivo, kak khimiya.
Dlya uspyeshnoi raboty biologu nyeobkhodimo pryedvidyet' ryezul'taty otbora. Sovryemyennaya nauka nashla vozmozhnost' takogo prognoza. Ona razrabotala myetodiku raschyeta styepyeni naslyeduyemosti takikh tsyennykh kachyestv,
kak obil'nomolochnost', shyerstnost' i mnogoye drugoye. Inymi slovami, tyepyer' mozhno snachala rasschitat' effyekt otbora po kakomu-libo priznaku, a uzhye potom, yesli otvyet udovlyetvoryayet, brat'sya za ryeshyeniye samoi
zadachi - organizatsiyu ratsional'noi sistyemy syelyektsii.
No vot byeda: myetodika yest', a shiroko ispol'zovat' yeye nye vsyegda udayetsya.
Vo mnogikh sluchayakh dyelo tormozit zapuscyennost' zootyekhnichyeskogo uchyeta i nyeobyespyechyennost' spyetsial'nymi priborami. Prishla pora vooruzhit' biologichyeskuyu nauku podlinno sovryemyennymi tyekhnichyeskimi sryedstvami.
Kto okazhyetsya tyem chyelovyekom, kotoryi pyervym stanyet inzhyenyerom-biologom? Vozmozhno, ovladyev novymi znaniyami na stykakh tyekhniki i biologii, pyervyi uzhye sozdayet udivityel'nuyu apparaturu dlya nauchnogo proniknovyeniya
v tainy zhivogo. Vozmozhno, pyervyye syeichas lish' postigayut osnovy nauk na studyenchyeskoi skam'ye. No skol'ko by ni bylo etikh pytlivykh "pyervykh", im vsyegda budut rady v polku pyervootkryvatyelyei biologichyeskikh tain
i novykh tyekhnichyeskikh vozmozhnostyei. Novaya oblast' znanii - biotyekhnika - vozniknyet tak zhye, kak voznikli uzhye biokhimiya, bionika i biokibyernyetika.
A skol'ko intyeryesnogo pripasyeno u biologii dlya ekonomistov i planovikov, dlya matyematikov i fizikov!
Syelyektsionyery rabotayut na buduscyeye. Tye sorta i porody, kotoryye uchyenyye zakladyvayut syegodnya, poyavlyayutsya na polyakh i fyermakh nye skoro. Dlya formirovaniya vysokikh i ustoichivykh kachyestv inykh porod zhivotnykh mozhyet
potryebovat'sya 30-40 lyet. Vstanyet ochyen' vazhnaya zadacha: sovmyestnymi silami biologov i ekonomistov-matyematikov tak organizovat' syelyektsionnyi protsyess, chtoby novyye i uluchshayemyye syeichas porody v maksimal'noi
styepyeni sootvyetstvovali ekonomikye i tyekhnikye syel'skokhozyaistvyennogo proizvodstva
buduscyego.
Lyetom 1965 goda shiroko otmyechalsya stolyetnii yubilyei vyelichaishyego otkrytiya v biologii, kotoroye sdyelal slavnyi syn chyeshskogo naroda Gryegor Myendyel'. Otkrytiye eto po dostoinstvu bylo otsyenyeno mnogo pozzhye.
Zamyechatyel'nyi
sovyetskii uchyenyi akadyemik N.I.Vavilov napisal v 1935 godu: "Gyeniyu Myendyelya udalos' s porazityel'noi yasnost'yu i ubyedityel'nost'yu ekspyerimyental'no pokazat', chto otdyel'nyye naslyedstvyennyye priznaki vyedut syebya
pri skryescivanii
nyezavisimo, svobodno kombiniruyas' v potomstvye po zakonam vyeroyatnosti v
opryedyelyennyye chislovyye sootnoshyeniya. Eto yavlyeniye bylo ob'yasnyeno im obuslovlyennost'yu priznakov - naslyedstvyennymi zachatkami, zaklyuchayuscimisya v polovykh klyetkakh (gamyetakh). Im dan myetod isslyedovaniya naibolyeye
zaputannykh biologichyeskikh yavlyenii, pyeryed tainoi kotorykh ostanavlivalsya yestyestvoispytatyel' proshlogo vyeka. Bolyeye togo, Myendyel' otkryl put' k planomyernomu upravlyeniyu naslyedstvyennost'yu..."
V naukye nye byvayet lyegkikh putyei. Ochyen' nyelyegkim okazalsya i put', otkrytyi Myendyelyem. Tol'ko dolgiye gody upornykh isslyedovanii na etom puti vooruzhili nauku novymi znaniyami tain zhivogo.
Glubokoye proniknovyeniye v klyetku, yeye yadro nyesyet s soboi otkrytiya nye myenyeye udivityel'nyye, chyem tye, chto nyesyet proniknovyeniye v tainy atoma i yego yadra. A upravlyeniye naslyedstvyennost'yu zhivykh organizmov otkryvayet
pyerspyektivy nye myenyeye grandioznyye, chyem upravlyeniye yadyernoi enyergiyei. Moguscyestvyennyye sily prirody stanut sluzhit' chyelovyeku yescye polnyeye. Radi etogo nauka i vzyalas' za rasshifrovku shifra tysyachyelyetii.
|
