Симон Шноль - Герои, злодеи, конформисты отечественной НАУКИ
Б. Н. Вепринцев поставил задачу создания комплекса приборов, необходимых для разработки экспериментальных подходов и методов для реконструкции клеток и эмбрионов. Полным ходом шла подготовка создания криобанка клеток редких и исчезающих видов при ИБФ АН СССР. Вепринцевым с коллегами была создана Целевая программа эмбриогенетики, которую курировал вице-президент АН СССР академик Ю.А.Овчинников. Помимо лаборатории Б. Н. Вепринцева в ИБФ АН СССР, были привлечены кафедра Эмбриологии МГУ и Институт молекулярной генетики АН СССР (лаборатория проф. К. Г. Газаряна). Мы приступили к разработке прибора для микрохирургии яйцеклетки, кратко ПМЯ-1. На эту работу мы получили целевое финансирование в 1,8 млн рублей — большие деньги по тем временам. Кроме ПМЯ-1 проходила разработка приборов для культивирования клеток и органных культур. В ней использовались новые подходы — магнитные носители, пористые мембраны и диффузные подложки. Работа проводилась в сотрудничестве с д.т.н. Э. И.Лежневым. Были разработаны и изготовлены опытные образцы. ПМЯ-1 был поставлен в лабораторию Бориса Николаевича. Было принято решение изготовить опытную партию приборов ПМЯ-1 из 5 штук, которая и была изготовлена в течение года совместно с заводом в Черноголовке. Приборы были поставлены в различные организации: два в ИБФ АН СССР, один в Институт животноводства в Харькове, один в ИМГ АН СССР и один вице президенту академии академику Ю.А.Овчинникову. Большая часть приборов находится в работе до настоящего времени. 80-е годы характеризовались развитием содружества со странами СЭВ. Наша лаборатория вместе с Б. Н. Вепринцевым имели договора и финансирование на совместную разработку приборов с фирмой «Техпан», Польша. Насосами «Техпан» мы комплектовали приборы для обеспечения жизнедеятельности клеток. Совместно с Сегедским биологическим центром, Венгрия, шла разработка усилителя «pathclamp» и набора микроманипуляторов к нему. Совместно с Институтом энтомологии ЧССР шла разработка прибора для электрослияния клеток, а с фирмой «Карл Цейсе», ГДР, инвертированного микроскопа для микрохирургии клеток и эмбрионов. При этом все работы к концу 80-х годов были воплощены в опытные образцы, а также разработан новый микроманипулятор для инвертированного микроскопа. После выполнения этих работ необходимо было определить дальнейшее развитие клеточных исследований и аппаратуры для них. Нами была разработана дальнейшая концепция развития этой темы. Статья была опубликована в 1990 г., когда Б. Н. Вепринцева не стало. К великому горю, он скоропостижно скончался 11 апреля 1990 г. Более 60 научных учреждений АН СССР, ВАСХНИЛ, Минмедпрома и других ведомств были обеспечены нашей аппаратурой для проведения микрохирургических и микроэлектродных работ с клеткой. Был накоплен большой опыт работ, который вывел клеточные исследования на передовой уровень. Но это не было финалом. Необходимость разработки новой аппаратуры и совершенствование созданной диктовалась, прежде всего, появлением новых методов исследований, объектов иной структурной организации, необходимостью повышения точности и воспроизводимости результатов измерения; применением вычислительной и микропроцессорной техники, созданием новой элементной базы и новой технологии, а также необходимостью учета требований быстро развивающейся биотехнологии, внедрения ряда методов и технических средств в сферу материального производства (скрининг и проверка на биологическую активность новых биохимических и лекарственных препаратов, перенос генетического материала и получение клеток с заданными свойствами, сохранение генетических ресурсов, культивирование биологических объектов и некоторые другие. К сожалению, осуществление этой программы сильно затянулось по нескольким причинам. Главная из них — с нами не было больше Бориса Николаевича. Кроме того, разделение Института биофизики на два института привело к разделу и лаборатории Вепринцева, что не способствовало кооперированию, и, наконец, перестройка Академии наук, казалось, предала забвению научное приборостроение. Но вот в 1994 г. СКВ БП преобразуется в Институт биологического приборостроения РАН. Восстанавливается сотрудничество с «дочерними клетками» Института биологической физики АН СССР — Институтом теоретической и экспериментальной биофизики РАН (в настоящее время директор — чл.-корр. Г. Р. Иваницкий) и Институтом биофизики клетки РАН (директор — чл.-корр. Е. Е.Фесенко), чл.-корр. Л. М. Чайлахяном, который руководит теперь бывшей лабораторией Б. Н. Вепринцева. Выравнивается положение нашей лаборатории. С помощью гранта Миннауки мы разработали ряд недостающих приборов для полного цикла клеточных технологий — от изготовления микроинструментов из стекла до криоконсервации биологического материала. Разработаны усовершенствованный генератор для электростимулируемого слияния клеток, электропоратор, микроманипулятор с возможностью управления от ПЭВМ и другие приборы. Как предвидел и планировал Борис Николаевич, наши приборы востребованы и наукой, и практикой, заказы поступают ежегодно. Вот один пример. Пятнадцать лет тому назад был создан медицинский центр «Эмбрион» (руководитель — к. м. н. К. Н. Кечиян) для оказания помощи при бесплодии. Проблема серьезнейшая — по статистике в России каждая четвертая пара бесплодна. Поддерживая теснейшие связи с кафедрой Эмбриологии МГУ, вовлеченной Вепринцевым в программу по эмбриогенетике, сотрудники «Эмбриона» развивают методы экстракорпорального оплодотворения. Мы, в свою очередь, полностью оборудовали «Эмбрион» нашей микроманипуляционной аппаратурой и помогаем в обслуживании приборов. Центр эффективно работает, за это время проведено около 3500 успешных операций. Действительно, предвидения Б. Н. Вепринцева сейчас сбываются — клеточные технологии вышли на широкую дорогу в сельском хозяйстве и медицине. Клонирование и заместительная клеточная терапия — не только сюжет в средствах массовой информации, но предмет серьезного обсуждения научной общественностью. Криобанк Но чем уверенней работала лаборатория Биофизики нервной клетки, тем менее удовлетворенным был ее руководитель. Его занимали все новые проблемы. Была мечта сохранить нервные клетки вне организма (программа нейрон in vitro), так, чтобы между нейронами образовывались синаптические контакты. На такой системе связанных между собой in vitro нейтронов можно было бы изучать общие закономерности простейших нейронных сетей. Программа «Нейрон in vitro» Культура нейронов in vitro оказалась очень сложной задачей. Нужно было сохранить нервные клетки вне организма, в культуре так, чтобы они сохранили свои функции. Мечтой Б. Н. были нейроны в культуре, соединившиеся своими аксонами друг с другом в нервную сеть. На этой элементарной модели нервной системы можно было надеяться исследовать закономерности основных нервных процессов. Казавшаяся практически неразрешимой, задача «Нейрон in vitro» стала темой исследований Марины Костенко и Виталия Гелетюка. И ее выполнение было связано с большим нервным напряжением в лаборатории. Но они научились поддерживать жизнь нервных клеток в культуре. Нейроны стали отращивать аксоны, (см. фото) Это было волнующее событие. Осталось еще добиться, чтобы эти аксоны соединяли бы клетки друг с другом, образуя синаптические контакты и нейронные сети. Возможно, что этих задач сохранения жизнеспособности клеток вне организма и возникла программа консервирования генома исчезающих видов животных и растений.
Изолированные нервные клетки живут в культуре, они сохраняют возбудимость и у них вырастают аксоны. Осталось только, чтобы они устанавливали синаптические контакты друг с другом Идея сохранения жизни на Земле — давняя отечественная традиция. Эта идея, в сущности, была основой трудов и популярных книг Г. А. Кожевникова (см. главу 9), А. Н. Формозова, В. И. Вернадского, Н. И. Вавилова, трудов многих отечественных зоологов и ботаников. Этой идее служил и КЮБЗ (М. М. Завадовский, П. А. Мантейфель, К. Н. Благосклонов), и знаменитый кружок Всесоюзного общества охраны природы Петра Петровича Смолина. Вепринцев был пропитан этой идеей. В своих многочисленных экспедициях он видел, как исчезает жизнь в лесах и полях, морях и озерах, как исчезают бесценные породы домашних животных. Чувство надвигающейся опасности становилось все острее. Многие зоологи в юности для исследовательских целей спокойно берут в руки ружье: «В 7б-ти вскрытых нами желудках кулика-сороки (сорокопута-жулана и т.д.) членистоногие составляют...» Я думаю, что Борис этой стадии не проходил, умерщвление кого-либо было для него невыносимо. Даже беспозвоночных... Маленький сын его, Дима, в Окском заповеднике, облепленный комарами, спрашивал его: «Папа, можно их прогнать?» Идея сохранения жизни в состоянии анабиоза, в частности при глубоком охлаждении, также давно популярна в отечественной науке. В 1913 г. Порфирой Иванович Бахметьев (1860-1913), к тому времени широко известный работами по изучению насекомых, начал при содействии Кольцова создавать в Университете им. А. Л. Шанявского лабораторию Низких температур. Однако он вскоре умер. Идея криоконсервации клеток и организмов развивалась и потом. В 40-е годы широкую известность получила книга П. Ю. Шмидта «Анабиоз», оказавшая большое влияние на Вепринцева. Работы 20-30-х годов (Викентий Константинович Милованов — Сталинская премия 1951 г., И.Н.Соколовская и И.В.Смирнов) по криоконсервации спермы сельскохозяйственных животных и по искусственному осеменению не были замечены «мировой общественностью». А в 1949 г. аналогичная работа была выполнена К. Польджем, О. Смит и А. Парксом. В 1953 г. Одри Смит сообщила о возможности сохранения в замороженном состоянии жизнеспособных зародышей кролика. В 1972 г. были опубликованы два независимых сообщения о возможности криоконсервации зародышей мышей. В сознание Вепринцева достижения эмбриологии и биофизики соединились с проблемой сохранения исчезающих видов. Сейчас 20 % всей фауны нашей страны в Красной книге: на грани исчезновения 50 % видов крупных хищников, 9 из 11 видов диких кошек, 50 % копытных, 25 % видов амфибий, 200 видов бабочек, жуков, и т. д., 6 из 7 видов китов. Классические предохранительные меры недостаточны. Отсюда идея сохранить бесценные геномы в замороженном состоянии, чтобы потом восстановить целые биоценозы. Вепринцев сформулировал эту программу в 1975 г., говоря о необходимости создания криобанка «Ноева ковчега XX века». В 1978 г. в Ашхабаде на XIV ассамблее Международного союза охраны природы и естественных ресурсов он выступил с комплексной программой «Консервации генома». Председатель МСОП сэр Питер Скотт предложил в связи с этим создать международную группу «Консервация генома». Председателем этой группы был избран Вепринцев и оставался на этом посту в течение 12 лет. В разных странах, в разных лабораториях мира развернулась экспериментальная работа, периодически собирались совещания. Однако «компетентные инстанции» ни разу не выпустили Вепринцева на эти заседания, так что он оказался заочным председателем. Программа криоконсервации, разработанная вместе с Н. Н. Ротт, была опубликована в «Nature» и в «Природе» [2]. В программе ставились следующие задачи: обеспечить сохранение полной генетической информации вида в условиях сверхнизких температур; найти способы реализации этой информации, т. е. обеспечить воссоздание живых организмов из замороженных клеток; интродуцировать восстановленные виды с одновременной реконструкцией биоценозов. Для реализации этой захватывающей воображение программы в лаборатории Биофизики нервной клетки была создана специальная группа, из нее в 1988 г. сформировалась новая лаборатория, которую возглавил Вепринцев. Удивительным образом многие пункты и этой программы в результате международных усилий в настоящее время решены. Многое сделано здесь и в лаборатории Вепринцева. В чем здесь Вепринцев? Фамильная черта — организация совместных усилий: создание международной программы; создание конкретной, финансируемой пятилетней Всесоюзной программы «Низкотемпературный генетический банк промысловых и редких видов рыб и водных беспозвоночных»; консолидация усилий внутри страны посредством созыва ежегодных рабочих совещаний. В России, Литве, на Украине (в Москве, Санкт-Петербурге, Харькове, Пущине, Новосибирске, Владивостоке, Уфе) работают исследователи над проблемами криоконсервации. Криобанки стали обязательным условием селекционной работы в животноводстве. В Пущине, в лаборатории Вепринцева создан криобанк зародышей лабораторных животных. Для «оживления» эмбрионов исчезнувших видов решена в принципе проблема их трансплантации в матку животных не только других видов, но даже других родов. Так, крысы рожают мышей, коровы яков, овцы коз. В нашей стране, как и в других странах, работают талантливые исследователи в разных лабораториях. Их объединение — важное условие успеха. Регулярные рабочие совещания, созывавшиеся Вепринцевым, созданная им программа оказались эффективным средством такого объединения. И сейчас, после смерти Вепринцева, в Пущине регулярно собираются участники этих совещаний. Их объединяет память о нем... Говорят, распалась еще недавно великая страна, и теперь есть ряд независимых государств. Но прежние узы, связывающие исследователей, не ослабились, а, может быть, даже укрепились — взаимная дружеская поддержка, сотрудничество особенно необходимы в наше драматическое время общественного метаморфоза.
