Текст книги "Течению наперекор"

Автор книги: Лев Остерман

сообщить о нарушении

Текущая страница: 23 (всего у книги 41 страниц)

Оснащение Института

Бесславное окончание эпопеи с «широкими линиями» совпало с началом нового длительного этапа моей основной деятельности в Институте. Реконструкция здания была закончена, сотрудники всех лабораторий заняли отведенные им помещения, но... работать было практически не на чем. Отечественная промышленность через «Академснаб» смогла обеспечить нас колбами, перегонными аппаратами, пробирками, пипетками и прочим стеклом. Из научных приборов мы могли приобрести только довольно примитивные спектрофотометры Ленинградского государственного оптического института (ГОИ), основная продукция которого предназначалась для армии (прицелы, фотоаппараты для самолетов и проч.).

Между тем западные лаборатории, как нам было известно из статей и по рассказам очень немногочисленных советских посетителей этих лабораторий, были оснащены ультрацентрифугами, масс-спектрометрами, счетчиками радиоактивных излучений, электронными микроскопами и прочим сложным и дорогим оборудованием. Не говоря уже о множестве менее сложных, но необходимых для успешной работы приборов: перистальтических насосах, коллекторах фракций, записывающих денситометрах, термостатах, морозильниках большого объема, необходимых для хранения препаратов, и многочисленной прочей вспомогательной научной аппаратуры. Без всего этого нечего было и думать о выходе на современный уровень исследований в молекулярной биологии, которые на Западе, особенно в США, вот уже пять лет бурно развивались. Как уже было упомянуто, такое развитие опиралось на колоссальные денежные вложения в фундаментальную науку, произведенные в США после неожиданных успехов Советского Союза в освоении космоса. В этих вложениях молекулярная биология занимала третье место после атомного оружия и ракетостроения. То ли потому, что она сулила большие успехи фармакологии и медицины, быть может, даже победу над раком, что означало бы колоссальное увеличение престижа Америки. То ли американские военные предвидели перспективу бактериологической войны. Скорее всего – по обеим этим причинам.

В конце 61-го года советское правительство, хотя и в меру своих ограниченных возможностей, решило последовать примеру США. Специальным его постановлением для ведущих исследовательских Институтов в области молекулярной биологии, в частности, и для нашего Института, была выделена валюта (около миллиона долларов в год) на предмет закупки необходимой аппаратуры за рубежом. На серьезное развитие отечественного приборостроения рассчитывать не приходилось по причинам, которые я упомянул в связи с постройкой ЭПР-прибора.

Однако осуществить эти закупки оказалось далеко не просто. США наложили эмбарго на поставку научного оборудования в СССР. Запрет распространялся и на все филиалы американских фирм в Европе, и на фирмы, связанные так или иначе с промышленностью Америки. Конечно, существовали пути обхода американского эмбарго: приобретение аппаратуры у перекупщиков по значительно более высоким ценам и на выставках, сопровождавших все крупные международные биохимические конференции, в том числе и проходившие в СССР. Закупка на выставках была неудобна тем, что сложные приборы по окончании выставок продавались без технических описаний, электронных схем, нередко даже без инструкций по эксплуатации. Наши покупатели должны были самостоятельно разбираться в конструкциях этой аппаратуры, «прозванивать» с помощью тестера все, порой очень сложные, электрические цепи для составления электронных схем, создавать собственные инструкции по использованию приборов. Без этого опасно было запускать их в работу, тем более регулировать и, в случае необходимости, ремонтировать.

Я был единственным человеком в нашем Институте, кто мог выполнять эту сложную и весьма трудоемкую работу. Кроме того, только мне можно было поручить и саму закупку аппаратуры, поскольку только мне (физико-техническое образование, опыт работы с электроникой!) можно было доверить сопоставление эксплуатационных возможностей приборов одинакового назначения, производимых различными фирмами. Я это делал как на основании фирменных каталогов, которые собирал на выставках, так и путем расспросов непосредственных продавцов аппаратуры (на тех же выставках), пользуясь мало кому доступным техническим языком, к тому же еще английским или французским – с их специфической технической терминологией. К счастью, я довольно свободно владел этими языками.

Попутно об иностранных языках. Представители «Машприборинторга» и «Медэкспорта», которые были облечены правом заключения контрактов на покупку порой очень дорогостоящего оборудования, все как один, не знали даже английского языка (не говоря уж о других). Обслуживавшие их переводчицы из «Интуриста» не понимали ни одного технического термина, фигурировавшего в контракте, не говоря уже о возможности перевода обсуждения исследовательских характеристик прибора. Словарный запас этих переводчиц позволял им только участвовать в финансовых переговорах. При этом им, конечно, невдомек было то, что стояло за этими переговорами. А я-то знал, что единственная задача, которая ставилась покупщикам их начальством, состояла в том, чтобы добиться 10 % – процентной скидки ввиду того, что прибор на выставке в течение нескольких дней находится в неблагоприятных условиях (пыль). Иностранным продавцам была известна эта инструкция, и потому они без зазрения совести завышали продажную цену на те же 10. Не имевшие представления о рынке приборов покупатели не могли заметить этой «маленькой хитрости». В тех случаях, когда дорогой прибор покупался заведомо для нашего Института, я скромно предлагал высокомерным и лощеным мальчикам из Внешторга свои услуги в качестве переводчика. Моя непонятная для них беседа с продавцом была, как правило, краткой и результативной. Я называл ему цены (на европейских рынках) и технические данные приборов фирмы-конкурента. После чего «скидка» увеличивалась вдвое. Не могу не упомянуть еще об одной традиции этих «государственных закупок». Накануне открытия выставки внешторговские мальчики обходили все стенды и без тени смущения произносили одно хорошо знакомое иностранным продавцам слово – «подарки». Так называемые фирмачи заранее припасали их в достаточном количестве. Благодаря этим подаркам стоимостью в 10-20 долларов, вручаемым с самыми приветливыми улыбками, требования скидки при покупке приборов, стоящих десятки, а то и сотни тысяч долларов, уменьшались на 1-2%.

Но я, кажется, отвлекся. Вернусь к своим проблемам. Закупка и техническое освоение купленных приборов занимали у меня столько времени, что в течение следующих пяти-шести лет вести сколь-нибудь серьезную научную работу не было никакой возможности. Другие молодые люди тем временем читали иностранные научные журналы, обдумывали и по мере поступления оборудования реализовывали свои диссертации. Я – служил общественным интересам. Это меня ничуть не тяготило, так как вполне соответствовало моему толстовско-коммунистическому мировоззрению: все для дела, для людей!

Конечно, учитывая общественную полезность моей работы, основанной на уникальности (для данного Института) моего образования и опыта, Энгельгардт мог бы вспомнить, что при приеме на работу он обещал мне выхлопотать в президиуме Академии персональный оклад в 300 рублей, как это сделал в свое время Черниговский. Но при всем уважении, которым меня жаловал наш директор, мысль о деньгах была, видимо, недостойна его величия. Так я и жил год за годом на 135 рублей, полагавшихся младшему научному сотруднику без степени. Напомнить Владимиру Александровичу о его обещании гордость не позволяла.

К концу этого начального периода, когда все лаборатории получили необходимое им «малое оборудование», были оснащены специальные, обслуживающие весь Институт помещения, где располагались ультрацентрифуги и счетчики излучения. Я нашел и обучил ведающих ими хороших техников. Были приобретены японские электронные микроскопы (ими ведала специальная лаборатория), масс-спектрометр, приборы ядерного парамагнитного резонанса (ЯМР) и установка для рентгеноструктурного анализа. Жить мне стало легче. К этому времени я выделился из лаборатории Тумермана и числился руководителем отдельной «группы седиментационного анализа» (за те же 135 рублей). Получил комнату для собственной научной работы, о которой пора было подумать. Смог принять в свою группу молодых стажеров Роберта Б. и Ларису С. (фамилии их я не называю по причинам, которые станут ясны позднее).

Между прочим, и сама лаборатория Тумермана вскоре перестала существовать. Четверо ее ведущих сотрудников-физиков, так же, как и я, решили овладеть биологией и перешли в другие лаборатории (из них двое – в Университет). Сам заведующий лабораторией вынужден был против своего желания эмигрировать в Израиль. Дело в том, что его не вполне нормальный взрослый сын столь громогласно стал участвовать в только что начавшемся движении «диссидентов», что Тумермана вызвали «на Лубянку» и предложили выбирать между немедленным отъездом вместе с сыном и арестом последнего. Вместо физической лаборатории осталась оптическая группа из трех человек во главе с Юрой Морозовым (он единственный остался чистым физиком). О его плодотворном сотрудничестве с химиками я упоминал выше.

Закупками и курированием эксплуатации научного оборудования я продолжал заниматься в течение всего времени работы в Институте (27 лет). Возглавлял Технический совет и разные комиссии, связанные с этой деятельностью. И хотя в последующие годы это была лишь дополнительная нагрузка к научной работе, о которой вскоре пойдет речь, я хочу упомянуть один эпизод, который ярко характеризует советские порядки того времени, . в частности, особенность психологии «большого начальства». Дело происходило значительно позже, наверное, в конце 60-х годов, но описать его уместно здесь в связи с оборудованием ИМБ, как уже именовался наш Институт.

Шведская фирма «LKB» специализировалась на производстве не очень сложных, но имеющих широкое применение приборов для обеспечения лабораторных методов исследования: хроматографии и электрофореза (впрочем, габариты некоторых из этих приборов были значительны). Качество продукции LKB было столь высоким, что все западные страны, не исключая и США, предпочитали покупать соответствующие приборы в Швеции, а не производить самим.

И вот наш Институт впервые в истории отечественной молекулярной биологии получил разрешение пригласить к себе эту иностранную фирму для проведения трехдневного семинара по разъяснению возможностей их приборов и соответствующих методов исследования. Естественно, что кроме докладов специалистов фирмы, предполагалась демонстрация самих приборов в работе. Приглашения для участия в семинаре наш оргкомитет разослал во все заинтересованные лаборатории Союза. Председателем оргкомитета был назначен в то время уже академик А. А. Баев, я – его заместителем. Шведские докладчики и техники во главе с президентом фирмы прилетели за два дня до начала семинара. Вагон с оборудованием должен был на следующий день прибыть на один из московских вокзалов. Однако он не прибыл, ни в тот день, ни на следующий, т. е. накануне открытия семинара. Положение складывалось критическое. Более двухсот приглашенных уже приехали в Москву из провинции, а вагон с оборудованием пропал!

Тогда я «взял за ручку» представителя фирмы Бу Гроберга и поехал с ним на метро до станции «Красные ворота». Мы перешли на другую сторону Садового кольца и вошли в подъезд Министерства путей сообщения. Все еще держа за ручку своего спутника, я сказал вахтеру: «Это представитель шведской фирмы. Ее семинар начнется завтра утром в Академии наук. Шведское оборудование, предназначенное для демонстрации на семинаре, было заблаговременно отправлено по железной дороге в Москву. Прибытие вагона ожидалось вчера, но его нет и сегодня. Назревает международный скандал! О нем напишут все зарубежные газеты. Немедленно свяжите нас с министром или его заместителем. Если сегодня до вечера вагон не окажется в Москве, все очень неприятные последствия этого скандала обрушатся на головы руководителей министерства!..»

Через десять минут мы уже сидели в кабинете первого заместителя министра. Он при нас начал вызванивать по селекторной связи все станции от Ленинграда до Москвы, где останавливался товарный поезд, требуя информацию о времени прохождения вагона номер такой-то. На лице этого немолодого, солидного человека явно читался страх. Я-то лишь догадывался и пугал, а он, видимо, хорошо знал, что такая «накладка» в деловых отношениях с иностранной фирмой обойдется ему дорого... Через 2 часа вагон был найден на товарной станции совсем другого вокзала – то ли Киевского, то ли Ярославского. К 10 часам вечера, быстро оформив (тот же страх) документы, мы привезли на грузовике все оборудование – восемь здоровых деревянных ящиков. Силами членов оргкомитета и шведских специалистов подняли их на руках в конференц-зал (третий этаж). Я поразился, с какой силой и ловкостью, скинув пиджак, управлялся с тяжелыми ящиками сам пожилой президент фирмы. Оказалось, что он бывший грузчик. За ночь его техники наладили работу всех приборов. Семинар начался точно в назначенное время. Вдоль стены зала выстроились все приборы, весело подмигивая зелеными огоньками индикаторных лампочек...

Первые шаги в науке

Теперь можно обратиться к началу моей научной карьеры. Занимаясь «широкими линиями ДНК», а затем оборудованием Института, я не забывал, с какой целью поступил на работу в ИРФХБ. Меня по-прежнему волновала проблема существования биологического поля. Но искать его следовало не во внешних проявлениях вроде гипноза или «чтения мыслей», а на уровне жизнедеятельности самого организма. Точнее, надо было выяснить участие биологического поля (дальнодействия) в протекании сложных биохимических процессов в живой клетке. И некоторые основания для предположения такого участия были. Как, например, без дальнодействия объяснить нахождение субстратами быстротекущих биохимических реакций крошечного активного центра, лежащего на поверхности порой огромной белковой глобулы природного катализатора-фермента? Просто статистикой случайных тепловых соударений? Сомнительно! Особенно если учесть, что в момент подхода к активному центру субстраты должны быть определенным образом ориентированы в пространстве. И зачем глобулы фермента такие большие? Не для того ли, чтобы создавать направляющее биологическое поле?

Конечно, это лишь фантазия, гипотеза. Но без рабочей гипотезы невозможно планировать эксперимент. А для того чтобы спланировать и реализовать биохимический или биофизический эксперимент на внутриклеточном материале, надо стать профессиональным биохимиком, знающим и опытным. Ни знанию, ни опыту никто меня учить не будет. Записываться в 40 лет снова в студенты – поздно. Вот почему в течение этих «потерянных» семи лет я все вечера, дома и в библиотеке, посвящал штудированию отечественных и иностранных курсов по органической химии и биохимии. А все свободные часы на работе стремился использовать для наблюдения за постановкой биохимических экспериментов сотрудниками разных лабораторий, подробно записывал их методики и старался сам их воспроизвести. Году в 63-м я написал большую обзорную статью об известных к тому времени свойствах ДНК. Не решился направить ее в печать, но дал прочитать в рукописи нескольким ведущим биохимикам Института. Все они признали ее корректной и современной. Это меня ободрило. Примерно к этому же времени я научился выделять и очищать с помощью закупленных мною приборов ДНК, различные РНК и белки. Освоил методы бесклеточного синтеза (в пробирке) белков и нуклеиновых кислот из их «предшественников».

Нелегко писать о серьезных разочарованиях, которые порой постигают нас в реальной жизни. Но надо. Почувствовав себя если еще не уверенным в своей биохимической квалификации, то все-таки освоившим азы этой науки, я решил начать первые попытки отыскания путей обнаружения биологического поля.

Еще на биологических семинарах в ФИАНе я познакомился с несколькими молодыми физиками, тоже увлеченными проблемой существования этого поля. Один из них, как они утверждали, обладал способностью гипнотического внушения. Я еще тогда говорил им, что предполагаю после соответствующей подготовки начать поиски поля, участвующего в протекании биохимических реакций внутри живой клетки. У меня сохранились телефоны этих ребят. Мы встретились у нас в Институте. Я высказал им свои соображения по поводу первых пробных опытов в этом направлении.

Из курсов биохимии мне были известны и опробованы несколько ферментативных реакций, дающих окрашенные продукты (в растворе). Их можно было проводить в пробирке или с тем же успехом в кювете непрерывно записывающего спектрофотометра. Это давало возможность следить за кинетикой – развитием во времени этих реакций. Я предложил попробовать их «одну за другой» в условиях «облучения» кюветы гипнотизером – в надежде заметить какие-нибудь изменения их кинетики. Я понимал, что это «поиски иголки в стоге сена», но хотелось хоть с чего-нибудь начать. И мы начали первые опыты, которые, как я и ожидал, были неудачными – кинетика не менялась. Меня это не обескуражило. Я понимал, что если в клетке действуют биологические поля, то в соответствии с их специфическими назначениями они должны отличаться друг от друга какими-то своими параметрами, позволяющими им существовать одновременно и независимо (подобно тому, как независимы радиопередачи, идущие на разных частотах). Эффект воздействия поля, излучаемого гипнотизером, если оно действительно существовало, в нашем случае следовало искать в протекании каких-то реакций, специфических для клеток мозга. Как к ним подобраться, я не знал. Собрался было заняться специально биохимией мозга. Даже начал искать контакты с биохимиками Института мозга Академии медицинских наук. И вдруг... прекратил эти поиски. Извинившись, сообщил своим новым друзьям – физикам, что прекращаю опыты и... навсегда отказался от поисков доказательств существования биологического поля (не утратив веры в его реальность). А случилась эта «измена» вот по какой весьма серьезной причине.

Внимательный читатель, возможно, помнит мои опыты по «внечувственному восприятию», описанные в предыдущей главе, когда я посылал мысленные приказания милой молодой женщине, Нелли, а она их весьма успешно выполняла. Еще я там мельком упомянул ее мужа – специалиста по измерительным приборам, который не мог никуда устроиться. Так вот, этот муж (имени его не помню) разыскал меня по телефону и сообщил, что Нелли пригласили на работу в качестве «экстрасенса» (подопытного кролика) в один закрытый институт. Заодно взяли туда и его. Возьмут и меня, если я пожелаю. Он готов рассказать тамошнему начальству о моей квалификации физика и инженера, а также о давнем интересе, который я питаю к этой проблеме. Я ответил, что мне надо подумать.

Буквально в те же дни я случайно увидел, как в кабинет Энгельгардта прошествовал целый синклит военных, и все в высоких чинах. Удивленный таким нашествием, спросил у пожилой секретарши директора, которая ко мне благоволила, что сие означает. Она с пренебрежением ответила: «Совещание по парапсихологии. Владимир Александрович считает это полной чепухой, но ему звонили из Министерства обороны – отказаться было неудобно».

К тому же мне было известно, что публикации в научно-популярной литературе, касающиеся опытов по передаче мыслей на расстоянии, внезапно прекратились, как в нашей, так и в зарубежной печати. Вывод напрашивался: биологическим полем всерьез заинтересовались военные. Если природа его будет раскрыта и им удастся построить мощные излучатели этого поля, придав ему определенный характер воздействия на массы людей, к примеру, навязывая им состояние паники или рабской покорности... Нет! Я в этом участвовать не хочу! Человечество еще не готово к разумному использованию такого рода открытий. Пример с расщеплением атомного ядра показал это весьма убедительно!

Но уходить из молекулярной биологии я не намерен. Мне интересно и, по-видимому, успехи этой науки могут быть благотворны для медицины и сельского хозяйства, а не для уничтожения или порабощения людей. Теперь нужно выбрать чисто биохимическую научную проблему, по возможности, интересную и новую, чтобы на ней проверить свои исследовательские способности. Собственно говоря, такая проблема давно была найдена. Еще в 61-м году я обнаружил в одной из зарубежных научных публикаций (кажется, Вейсса) намек на существование некоего специального фермента, переносящего наследственную информацию с молекул ДНК на молекулы, так называемых информационных РНК (иРНК), доставляющих эту информацию к рибосомам – местам синтеза белков. Фермент этот впоследствии получил наименование «РНК-полимераза». В тот момент намек Вейсса заметил, насколько мне известно, только один из советских исследователей – Роман Хесин. Во время того самого Биохимического конгресса, где я защищал Блюменфельда, мы с Хесиным имели по поводу возможных особенностей такого фермента двухчасовую беседу. Не могу не заметить, что Хесин был замечательным ученым и человеком. Он позволял себе совершенно не считаться с различием положений, если собеседник казался ему интересным. Мы были ровесниками. Как жаль, что он так рано умер (в 85-м году).

В 65-м году я опубликовал в журнале «Успехи биологической химии» свою первую обзорную статью по РНК-полимеразе. Забегая вперед, скажу, что в 69-м году мне удалось защитить кандидатскую диссертацию, в которой было доказано важное положение о том, что РНК-полимераза синтезирует информационную копию гена (иРНК) путем случайного перебора четырех звеньев (нуклеотидов), последовательность которых и содержит всю наследственную информацию, закодированную в данном гене. Результатом такого перебора является отыскание нужного нуклеотида для постановки на соответствующее место в синтезируемую копию.

В процессе диссертационной работы со мной случился некий казус, показывающий, что незнание иногда (очень редко) оказывается полезнее знания. Последнее накладывает определенные априорные и не всегда обоснованные запреты на замысел научного эксперимента. Для оценки результатов синтеза иРНК в пробирке необходимо было в инкубационную среду вносить один из исходных препаратов – предшественников иРНК радиоактивно меченым. Назову этот препарат аденозинтрифосфатом. В этом сложном наименовании обратим внимание на то, что в его состав входит три остатка фосфорной кислоты. Они входят линейно связанными химическими связями в трехзвенную цепочку (слово аденозин указывает специфичность этого предшественника в числе четырех различных «трифосфатов», из которых строится иРНК).

Наша химическая промышленность выпускала (в то время) только немеченые трифосфаты. Меченые трифосфаты путем облучения в атомных реакторах, где обычный фосфор превращается в его радиоактивный изотоп, производились только за рубежом и были для нас недоступны. Я решил попробовать получить аденозинтрифосфат, меченый по водороду, входящему в состав аденозина. В моем распоряжении имелась сильно радиоактивная «тритиевая вода», где водород замещен на свой радиоактивный изотоп – тритий. Я решил растворить обычный аденозинтрифосфат в тритиевой воде и прокипятить часок в надежде, что при этой температуре часть водородов, входящих в состав аденозина, заменится на тритий. Я понимал, что какая-то часть исходного аденозинтрифосфата при такой обработке потеряет один или парочку атомов фосфора, но рассчитывал с помощью метода колоночной хроматографии отделить от них сохранившийся и радиоактивно меченый по тритию аденозинтрифосфат. Использовать его предстояло в реакции, проходящей в обычной воде, но при температуре 37° (в течение 30 минут). Я рассчитывал, что при этой температуре обратный обмен включенного трития на водород пойдет медленно, так что полученная в реакции иРНК окажется радиоактивно меченой. Какой из четырех атомов водорода, входящих в состав аденозина, будет участвовать в обмене и почему именно он, я не имел ни малейшего представления.

Если бы мне пришло в голову обсудить свое намерение с кем-нибудь из химиков-органиков, меня бы подняли на смех и объяснили, что химические связи между фосфорными группами так нестойки, что после кипячения не останется ни одной целой молекулы трифосфата. Я этого не знал и потому реализовал свой замысел. После хроматографии спокойно получил радиоактивно меченый аденозинтрифосфат с выходом в 50 %. Не буду вдаваться в объяснение этого неожиданного для нормально обученного химика результата. Я провел все свое исследование поведения РНК-полимеразы, используя полученный таким образом радиоактивный аденозинтрифосфат и в русском журнале опубликовал свой метод его получения.

Забавное окончание этого «казуса» состояло в том, что когда заместитель директора Института по научной работе Б. П. Готтих поехал в командировку в Париж, он посетил французский атомный центр Саклэ. Там он решил похвастать нашим успехом в получении радиоактивно меченых трифосфатов. И неожиданно услышал в ответ: «А, метод Остермана? Мы читали статью и теперь используем этот метод для производства меченых тритием препаратов на продажу. Они есть в нашем каталоге!»

Что же касается механизма практически необратимого замещения одного из водородов аденозина на тритий, то после моего краткого сообщения на международной конференции в Иене (67-й год) им заинтересовалась группа немецких химиков. В опубликованной ими впоследствии работе они подтвердили мои данные о таком замещении. Более того – сумели показать, что оно происходит с водородом, стоящим в седьмом положении молекулы аденозина, между двумя атомами азота. Они назвали обнаруженное мной явление «медленным изотопным обменом водорода в нуклеиновых основаниях». Это было хотя и небольшое, но «открытие», сулившее перспективу его использования для исследования структуры нуклеиновых кислот. Открытия, даже небольшие, в науке случаются нечасто, и мне советовали защитить на нем кандидатскую диссертацию и «доить» дальше. Действительно, на основе «медленного обмена водорода» выросла целая область структурных исследований ДНК, так что о первооткрывателе через несколько лет успели забыть...

Но я не поддался соблазну. Передал свой рабочий журнал сотруднице изотопной лаборатории Р. Масловой, а сам продолжил свои занятия РНК-полимеразой вплоть до защиты упомянутой выше диссертации, посвященной одному из аспектов работы этого фермента.