Первые шаги в науке

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.