«Наука в Сибири» № 38-39 (2773-2774) 30 сентября 2010 г. СИНХРОТРОННОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ В ВЕК МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ Вазина Альвина Андреевна — доктор биологических наук, главный научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (г.Пущино). Она была одной из первых, кто начал применять синхротронное излучение (СИ) для исследований в биологии, активно участвовала во всех конференциях по синхротронному излучению, в том числе и последней, восемнадцатой, которая состоялась в июле этого года в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера. С этого мы и начали нашу беседу. И. Онучина, редактор газеты «Энергия-Импульс» ИЯФ СО РАН — Альвина Андреевна, как Вы оцениваете прошедшую конференцию? — Я сотрудничаю с ИЯФом более тридцати пяти лет. Нынешняя конференция, на мой взгляд, одна из самых удачных. Обычно приезжало много ученых из-за рубежа, западных регионов России, и не удавалось показать в полном объеме всё то, что делается в Сибири. На конференции прозвучали великолепные доклады, отражающие процессы, которые сейчас происходят в науке. Можно только порадоваться тому, сколько появилось интересной научной молодежи. На каждой конференции возникает много связей, рождается большое количество новых планов, альянсов — и эта конференция не стала исключением. — Кризис каким-то образом отразился? — Я считаю, что кризисы очень полезны — они дают возможность по-новому перегруппировать людей, начинает появляться интерес к теме, друг к другу. Кризис, о котором много говорят, есть ступень к новому этапу развития. Кризисы так же нужны обществу, как боль организму человека: она необходима, чтобы знать, что не в порядке, на что нужно обратить внимание. Конференция показала, что здесь, в Сибири, ведётся огромное количество методических работ. Сейчас есть второй центр синхротронного излучения в Москве, есть прекрасно оборудованные зарубежные центры, но только здесь, в ИЯФе, есть команда людей, которые много лет работают вместе, которые гордятся своей принадлежностью к общему делу. Это единение было заложено ещё во времена формирования Академгородка. Я очень люблю сюда приезжать. — В чем особенность синхротронного сообщества? — Каждый ученый ведет поиск в зависимости от своего метода, подхода, позволяющего поставить проблему. На синхротроне ты можешь поставить задачу очень широко, чему в значительной степени содействует активное общение внутри этого сообщества. Ты переходишь с одной станции на другую, от одного специалиста к другому — у меня число участников совместной работы иногда доходило до тридцати. — Над каким проектом Вы сейчас работаете? — У нас совместный грант вместе с индийскими коллегами. Мы занимаемся проектом по шёлку. Шёлк изготавливают три с половиной тысячи лет, это уникальный материал, вызывающий большой интерес у ученых. Он биосовместим — во время войны всегда раны зашивали шёлковыми нитками, и никогда не было отторжения — человеческий организм его принимает. Шёлк биодеградируем — он не засоряет природу и выводится из организма. Наконец, шёлк — это первая женская технология. Юная китайская императрица, гуляя в саду, увидела эти коконы. По одной версии, кокон упал в её чашку с чаем, а по другой легенде — в ванну, тогда это была бочка с горячей водой, и там, конечно, находился мыльный раствор, то есть щелочная среда. И когда императрица взяла этот размокший кокон, то получилось полкилометра шёлковой нити. Такова одна из легенд. Кокон устроен удивительным образом. Одна его часть, которой он прикрепляется к ветке, чрезвычайно прочная, причем это тот же материал, из которого сделан кокон. Похоже, что в природе, из одного материала, только меняя его структуру, создается композитный материал с разными свойствами. Адаптация уже заложена в самой конструкции материала из шёлка. Из шёлка сейчас делают имплантаты — отторжения нет, в них прекрасно развиваются любые клетки, они экранируют от облучения. Кокон — это природный контейнер, который прекрасно защищает от солнечной радиации. Шёлк работает вне организма и уже не под контролем генетики, не по известным биологическим механизмам. Это отобранное эволюцией свойство материала. Под этим углом шёлк никогда не изучался. Мы стремились к тому, чтобы свести к минимуму вторжение в процесс формирования кокона. Нам удалось получить шелковую нить прямо в тот момент, когда шел процесс её выработки. Раньше же кокон кипятили, чтобы убить личинку шелкопряда до того, как она выберется из кокона, в противном случае образуется отверстие, и кокон уже не расплетётся. — Вы используете синхротронное излучение для этих исследований? — С помощью синхротронного излучения мы делаем элементный анализ, исследуем структуру волокон. Свойства структуры различны: от невероятно жестких до мягких — и всё это один материал, причем структура то упорядочена, то нет. Есть предположение, что это вызвано влиянием ветра. В лаборатории создаются из шёлка своего рода инженерные биологические конструкции, и мы пытаемся понять, какая из конструкций лучше выполняет биологическую функцию. Задач много — медицинских, технологических, структурных. — Я брала у Вас интервью для нашей газеты в 1993 году, Вы тогда занимались проблемами мышечной подвижности... — Эта проблема сейчас несколько сузилась. Наш век — век молекулярной и клеточной биологии. Однако многие функции организма реализуются не на молекулярном или клеточном уровне, а на уровне биологической ткани. Структурное исследование ткани выпало из поля зрения ученых прошлого века из-за отсутствия адекватных методов исследования этой уникальной структуры. Использование синхротронного излучения в структурных исследованиях позволило преодолеть этот барьер. Одиннадцать лет назад в ИЯФе по инициативе академика Г. Н. Кулипанова мы начали работы по структурной биологии живой ткани с целью поиска маркеров для диагностики онкологических заболеваний на основе рентгендифракционных исследований волос пациентов, страдающих раком грудной железы. Было показано, что волос не является маркером для диагностики. Однако по раку мы продолжаем свои исследования. Работы ведутся на источнике СИ в Курчатовском центре. Мы работаем совместно с Онкоцентром непосредственно с живыми, патологически измененными тканями. Нам удалось получить интересные результаты. Изменения структуры, которые фиксируются структурными методами, отчетливо проявляются в структуре межклеточного матрикса ткани, которая значительно трансформируется под влиянием значительного увеличения содержания кальция, тем самым уменьшая клеточную адгезию и увеличивая вероятность злокачественного метастазирования. Несколько лет назад американский ученый Джеймс Д. Уотсон, чьи исследования были отмечены в 1962 году Нобелевской премией за открытие двойной спирали ДНК, высказал очень интересную мысль. Раковая клетка — это клетка, измененная под воздействием химии, облучения, механического удара, причины могут быть самые разнообразные. Он сформулировал концептуальную вещь: любая эпителиальная ткань — тюрьма для клеток: клетка удерживается внутри ткани и не может проникнуть в другую ткань. В 2008 году на лекции в МГУ Джеймс Д. Уотсон сказал, что сейчас 90 процентов ученых хотят исследовать причины возникновения рака, и только 10 процентов пытаются понять, почему не бывает этого заболевания. Вот мы как раз относимся к тем десяти процентам, которые пытаются понять, почему не бывает онкологического заболевания. Фото Н. Купиной стр. 15