Становление Института молекулярной биологии

Становление Института молекулярной биологии

В конце 59-го или в начале 60-го года постоянные читатели американского толстого научного журнала Physical review были немало удивлены содержанием его двух подряд вышедших номеров. Журнал этот в течение многих десятилетий регулярно печатал обзорные статьи о последних достижениях физики. Эти же два номера были неожиданно отданы... биологии. Они содержали тоже обзорные и отнюдь не поверхностные статьи о самых различных аспектах современной биологической, особенно микробиологической, науки. Под именами авторов — крупнейших биологов того времени — помещались не совсем понятные слова: «Лекция, прочитанная такого-то числа». Кроме лекций, здесь же печатались и описания очень серьезно поставленных лабораторных работ, иллюстрирующих содержание этих лекций.

За этими странными для физического научного журнала публикациями стояло событие, которое по своему значению для будущей судьбы человечества было, пожалуй, не менее важным, чем расщепление ядра атома урана...

6 августа 1945-го года над Хиросимой была взорвана атомная бомба. Она создавалась американскими физиками в годы последней войны в первую очередь потому, что аналогичные разработки, как им было известно, велись в гитлеровской Германии. Если бы немцы успели создать и использовать атомное оружие даже в самом конце войны, ее исход мог быть совсем иным. Они не успели! Германия капитулировала. Взрывать бомбу над Хиросимой не было особой нужды. К этому моменту СССР, как союзник США по антигитлеровской коалиции, объявил войну Японии. Совместными усилиями две великие державы победили бы и без этого крайнего средства. Хиросима явилась демонстрацией американской мощи, адресованной в первую очередь Советскому Союзу, столкновение с которым (по крайней мере при жизни Сталина) было вполне вероятным.

Американские разведывательные службы, конечно, знали, что в Советском Союзе начаты работы по созданию атомного оружия. Ввиду значительного отставания СССР в области высоких технологий, политические руководители США полагали, что для успешного завершения этих работ потребуется не менее десяти лет. Они ошиблись! Не без помощи разведданных советские атомщики сумели быстро преодолеть это отставание и в 49-м году успешно испытали свою атомную бомбу. Началось губительное для всего мира состязание двух держав по производству и усовершенствованию бесчеловечного оружия массового уничтожения, питавшее «холодную войну». Над миром нависла угроза ядерной катастрофы.

В такой ситуации большая группа американских физиков, не желавших участвовать в этом зловещем состязании, покинула американский «атомный проект» и была вынуждена искать другую сферу приложения своих незаурядных знаний и талантов. Они обратились к биологии, к увлекательным перспективам исследования физической природы жизни. Не желая оставаться профанами в новой для них области знания, эти физики, среди которых были ученые с мировым именем, даже нобелевские лауреаты, приняли мужественное решение стать на время простыми студентами, в кратчайший срок всерьез и глубоко, теоретически и практически усвоить все последние достижения биологической науки. Были организованы летние трехмесячные курсы с интенсивными ежедневными занятиями. В качестве лекторов и руководителей практикумов из всех стран мира пригласили лучших специалистов — под стать их зрелым и высокоодаренным ученикам. Этим ученикам, поднявшимся до уровня подлинного понимания проблем и трудностей современной им биологии, предстояло принести в биохимические лаборатории не только множество тонких физических методов исследования, соответствующую технику и приборы, но и свое особое, физическое мышление. Плодотворно соединившись с существующими биологическими и химическими подходами, это мышление дало мощный толчок исследованиям, нацеленным на раскрытие тайн живой природы на ее фундаментальном, молекулярном уровне. Так, на стыке биологии, химии и физики родилась новая наука — молекулярная биология, обещавшая не только понимание, но, со временем, и тонкое вмешательство в «интимные» процессы жизнеобеспечения... Вот эти-то лекции и описания практикумов стали достоянием всех физиков мира благодаря публикации в Physical review.

Однако если для большинства рядовых физиков все это было неожиданностью, то наши крупнейшие ученые были, конечно, в курсе совершавшейся в науке революции, понимали ее значение и не замедлили принять в ней активное участие. По инициативе Курчатова в руководимом им Институте атомной энергии был создан Биологический отдел. Для него вне закрытой территории института построили и оборудовали специальное большое здание. Руководителем отдела Курчатов назначил опытного организатора Виктора Юлиановича Гаврилова. Судя по четырем орденам Ленина, которыми был награжден этот сравнительно молодой человек, — активного участника создания атомной бомбы.

Для непосредственного руководства исследовательской работой Гаврилов пригласил первоклассного ученого-генетика Романа Бениаминовича Хесина (остававшегося не у дел после разгрома генетики в СССР). Гаврилов и Хесин стали собирать молодежный коллектив исследователей, в частности из выпускников «Физтеха», где была создана кафедра биофизики под руководством профессора Лазуркина.

Одновременно в конце 58-го года в ФИАНе начал работать открытый биологический семинар под руководством нобелевского лауреата Игоря Евгеньевича Тамма. По инициативе физиков правительство приняло решение о создании в системе Академии наук еще двух исследовательских институтов того же профиля под руководством крупнейших ученых, академиков: биохимика Владимира Александровича Энгельгардта и химика Михаила Михайловича Шемякина. Институт Энгельгардта первоначально назывался Институтом радиационной и физико-химической биологии (ИРФХБ). Это была «мимикрия». В то время еще большим влиянием и доверием Хрущева пользовался Трофим Денисович Лысенко — главный гонитель генетики и физико-химического подхода к биологии. Я сам слышал, как во время своего доклада в заполненной до отказа большой аудитории Политехнического музея он провозглашал: «Я физики не знаю и химии не знаю. И знать не хочу! Я — биолог». Слово «радиационной» в названии Института служило щитом, так как относило его к епархии физиков-атомщиков. В 65-м году, когда опасность миновала, нас переименовали в Институт молекулярной биологии (ИМБ). Шемякинский институт с самого начала назывался Институтом химии природных соединений (ИХПС) и, следовательно, к биологии будто бы прямого отношения не имел. Оба института разместились в одном большом здании на улице Вавилова (дом 32), из которого был выселен Институт горного дела, по-видимому, за отсутствием гор и полезных ископаемых в окрестностях Москвы.

В. А. Энгельгардт формировал свой институт на равноправных началах из биологов, химиков и физиков. Общепризнанное положение всемирно известного ученого позволило ему в качестве заведующих лабораториями собрать блестящую плеяду крупных ученых.

Биологическую лабораторию возглавил член-корреспондент Академии наук М. Н. Мейсель. Руководство группой генетиков взяла на себя одна из самых крупных наших генетиков профессор Е. А. Прокофьева-Бельговская. На заведывание лабораторией вирусов Энгельгардт пригласил профессора В. И. Товарницкого — выдающегося специалиста, блестящего организатора и прекрасной души человека. Биохимики были представлены рядом сотрудников лаборатории, которую Владимир Александрович возглавлял в Институте биохимии имени А. Н. Баха. Ближайший ученик Энгельгардта А. А. Баев стал заведующим биохимической лаборатории в новом Институте. Владимиру Александровичу удалось также уговорить перейти к нему на заведывание лаборатории химического профиля (энзимологии) своего бывшего аспиранта, к тому времени уже академика А. Е. Браунштейна. Что касается физиков, то, в отличие от своеобразной ситуации в США, наши крупные ученые-физики не могли оставить свои институты. Из ФИАНа на заведывание физической лабораторией перешел только профессор Л. А. Тумерман. Все они привели с собой своих ведущих сотрудников, по большей части довольно молодых, но уже зрелых ученых.

Надо признать, что ведущие сотрудники нового Института были истинными энтузиастами молекулярной биологии. Покидая свои прежние, надежные места работы, они сильно рисковали, проявляя недюжинное мужество. Ведь Лысенко еще пользовался доверием и поддержкой властей. Несмотря на прикрытие радиационности, выражение «физико-химическая биология» в названии Института, несомненно действовало на него, как красная тряпка на быка. В любой момент можно было ожидать, что он добьется ликвидации Института.

Отдельную лабораторию радиоактивных изотопов возглавил профессор Я. М. Варшавский из Института физической химии. Эта лаборатория обслуживала все остальные лаборатории Института или курировала в них использование радиоактивных изотопов. Наконец, чтобы закончить набросок первоначальной картины руководства лабораториями Института, упомяну, что В. И. Товарницкий, к всеобщему огорчению, через пару лет умер, и на его место был приглашен талантливый и честолюбивый доктор наук, биохимик Г. П. Георгиев. Лаборатория утратила свою вирусную ориентацию и стала чисто биохимической. Но, в отличие от лаборатории Баева, она специализировалась на изучении хроматина (клеточного ядра). Ныне Георгиев академик и директор Института биологии ядра. Академиками стали и талантливые аспиранты, пришедшие в Институт в первый же год его работы: Л. Л. Киселев и Андрей Дарьевич Мирзабеков.

Из этого перечня руководителей лабораторий ИРФХБ, с учетом того, что они привели с собой наиболее дельных своих сотрудников. Энгельгардт собрал очень сильную «команду». Такая ситуация в момент образования Института была безусловно многообещающей. Но в ней скрывалась и некая серьезная трудность. Крупные ученые пришли в Институт со своими научными направлениями и сотрудниками, реализовавшими эти направления. Ясно было, что они будут склонны продолжать начатые исследования. Задача состояла в том, чтобы постепенно объединить знания, умения и интересы биологов, химиков и физиков в одном исследовательском русле. Только тогда можно было бы ожидать выдающихся результатов подобного симбиоза.

Между тем директору Института было уже 66 лет. Хотя и в этом солидном возрасте Владимир Александрович Энгельгардт сохранял ясность и силу мысли, первым читал (или хотя бы просматривал) приходящие в библиотеку иностранные научные журналы и был в курсе всех достижений новой науки, он не сумел, даже в последующие годы, найти такое направление в молекулярной биологии, которое объединило бы всех «маршалов» его потенциально могущественного войска. Отдельные плодотворные контакты, особенно между молодыми химиками и физиками, спонтанно возникали. Физики не только научили своих партнеров грамотному использованию существовавших в продаже сложных физических приборов (ЯМР, масс-спектрометр, секвенатор белков и др.), но и разработали для химиков несколько сложных оптических приборов специального назначения.

Особенно бескомпромиссную позицию занимал заведующий физической лабораторией профессор Тумерман. Ему, конечно, было известно, как американские физики осваивали основы биохимии и микробиологии. Впоследствии они наглядно показали, что можно стать неплохим биологом и сохранить при этом физическое мышление. Не только для создания новых приборов и методов исследования, но и при поиске объяснений самых глубинных явлений жизнеобеспечения.

Тем не менее Тумерман не уставал повторять, что «физики должны оставаться физиками!» Все эти белки, нуклеиновые кислоты, сахара, гормоны и прочие биохимические субстанции его совершенно не интересовали. Привлекала только биоэнергетика: выработка и использование в живом организме энергии как таковой. Из мирового опыта уже было ясно, что эта проблема не является главной на данном этапе становления молекулярной биологии. К примеру, ее нельзя было даже сравнить по значимости с проблемой хранения, реализации и передачи по наследству информации о строении целого организма, хранящейся в одной оплодотворенной яйцеклетке.

Однако именно в этой лаборатории мне, физику по образованию, предстояло с июля 59-го года начать работать в Институте Энгельгардта — примерно через полгода после того, как я уволился из Института физиологии. Эти полгода я не служил нигде (правда, написал для журнала «Театр» эссе «Три вечера кибернетики». Эта наука входила в моду и главный редактор журнала решил познакомить с ней своих читателей).

Временная безработица моя произошла по следующей причине. Один из моих самых прилежных слушателей на лекциях по электронике у Черниговского, Борис Кулаев, зная о моих устремлениях в биофизику, познакомил меня с Романом Хесиным. Мы поговорили, после чего Хесин рекомендовал меня Гаврилову. На него я тоже произвел хорошее впечатление. Он предложил мне подать заявление и заполнить соответствующие анкеты, предупредив, что оформление (через отдел кадров Института атомной энергии) может оказаться длительным. Оно оказалось весьма длительным! Через полгода Гаврилов пригласил меня к себе и с сожалением сообщил, что руководство Института не дало «добро» на мое зачисление в Биологический отдел. Впрочем, «руководство» здесь было ни при чем. Когда я забирал свои документы, мне случилось выяснить, что их даже не посылали для рассмотрения в «органы» — они просто пролежали полгода в шкафу у начальника отдела кадров. Видимо, ему достаточно было ознакомиться с пресловутым пятым пунктом моей анкеты.

Гаврилов посоветовал мне предложить свои услуги академику Энгельгардту, который только-только въехал в освобожденное для него и Шемякина здание. В июне 59-го года я был зачислен в первом десятке сотрудников создававшегося Института. Кстати, с В. Ю. Гавриловым у меня сохранились прекрасные отношения вплоть до его безвременной смерти (четыре ордена Ленина зря не даются!). Хотя он мог бы и немного раньше поинтересоваться в своем отделе кадров судьбой моих документов.

Первые два-три месяца существования Института его сотрудники не могли приступить к каким-либо экспериментам. Нужно было капитально перестроить все множество рабочих помещений половины большого, пятиэтажного здания. Установить химические и физические столы, подвести к ним газ, сжатый воздух, воду и электричество. В будущих химических и биохимических лабораториях смонтировать вытяжные шкафы. Построить всю громоздкую систему вытяжной и приточной вентиляции: установить на чердаке десятки мощных вентиляторов и пробить к ним через все этажи воздуховодные каналы. Оборудовать холодильными и нагревательными устройствами «холодные» (+4°) и «термальные» (+37°) комнаты и многое другое.

Всей этой перестройкой с необыкновенной энергией руководил заместитель директора по хозяйственной части И. А. Клочков. По роду моей дальнейшей деятельности я часто имел с ним дело и, в частности, с удивлением узнал о существовании особого мира хозяйственной номенклатуры и о тех приемах общения по телефону, по которым люди, к этому миру принадлежащие, узнают друг друга. Выглядит это примерно так.

Допустим, приходит к Клочкову заведующий изотопной лабораторией Варшавский и говорит, что на вытяжные шкафы в его помещениях надо установить особые фильтры, препятствующие выходу в атмосферу радиоактивной пыли (я при этом присутствую). Клочков, опытный хозяйственник, знает, какой отдел в Министерстве среднего машиностроения курирует изготовление таких фильтров. По своим каналам информации он узнает телефон начальника этого отдела. Звонит. Далее следует примерно такой разговор.

Клочков: Девушка, Клочков говорит. Соедините меня с вашим начальником и напомните его имя-отчество.

Секретарша начальника не знает, кто такой Клочков, но по тону понимает, что он из номенклатуры. Отвечает на вопрос и соединяет...

Клочков: Иван Васильевич? Клочков беспокоит. В твоем хозяйстве есть такие-то фильтры. Помоги Академии наук. Позарез нужны фильтры! Распорядись, чтобы срочно нарядили три штуки в адрес Института... Спасибо. Я твой должник...

И фильтры прибывают, минуя всяческие разнарядки.

Пока рабочие бригады устанавливают столы и вытяжки, прокладывают трубы, подводят газ и электропитание к щиткам, научные сотрудники читают старые и новые выпуски научных журналов. Библиотека работает с первых дней существования Института. Старые журналы, по-видимому, из каких-то резервов президиума Академии наук, а подписка на добрых два десятка советских и зарубежных была оформлена заранее. Их свежие номера поступают на полки читального зала.

Раз в неделю в холле третьего этажа проходит общеинститутский научный семинар. Посередине холла стоит переносная классная доска. Перед ней десятка три стульев (этого достаточно для наличного состава научных сотрудников). Вокруг — строительный мусор. Не обращая на него внимания, докладчик и его оппоненты горячо обсуждают трактовку первых опубликованных данных о недавно открытой двойной спирали ДНК — универсального для всей природы вещества, хранящего и передающего по наследству особенности любого живого организма. О том, как эта гигантская по своей длине молекула упакована в ядре клетки, как ее две нити без повреждений отделяются друг от друга в момент ее деления, как в каждой из дочерних клеток они восстанавливают свою двуспиральность... Или дебатируется проблема узнавания природными катализаторами — ферментами объектов своего воздействия — субстратов химической реакции.

Все это — азы молекулярной биологии. Через двадцать лет они будут известны школьникам, а сейчас глубоко волнуют участников семинара, открывая поле для самых смелых гипотез и предложений по их экспериментальной проверке... Седовласый, но еще моложавый и полный энергии директор Института руководит дискуссией. Увлекательнейшие перспективы исследований рисует воображение слушателей. Перспективы, увы, не очень близкие! Не только потому, что перестройка лабораторных помещений займет еще не одну неделю, а еще и потому, что нет никакого научного оборудования, особенно нового, современного, которое выпускается только за рубежом. Оно пока недоступно, так как «холодная война» наложила запрет — «эмбарго». Но об этом несколько позже.