13.05.10 Лев МОСКОВКИН

Нестандартная генетика из России

Детская премия за уникальное открытие и любовь как лекарство от смерти

Хромосомная матрица мобильных генетических элементов – бесполезных паразитов не бывает.

Американский генетик Ольга Данилевская на фоне кукурузного поля фирмы Pioneer провела для нас в Институте общей генетики в четверг 13.05.10 семинар по мобильным генетическим элементам, из коих ее муж Евгений Ананьев (13.01.1947 – 10.01.2008) сконструировал, как из игрушечных кирпичиков Lego, настоящую хромосому, пусть и маленькую, но живучую. До мейоза ее не довели, но главная цель достигнута, она существует и митоз проходит уверенно.

Категорически предупреждаю: эта заметка, если кто прочитает, не про число любовниц, объем их задницы или толщину члена героя описания, что страстно интересует истинного ученого. Здесь представлена попытка сущей банальности – словесное отражение в умах людей судьбы его вклада в науку в объеме сугубо научных 70 статей. Это немного, но суть не в числе, а в сути, отметила Данилевская. Иными словами, судьба открытия в его отражении массовым сознанием, что есть та же Макроэволюция, как кости динозавров в палеонтологических отложениях или грызня в любом советско-сметном НИИ, о чем мы говорить не хотели, но говорили и говорили.

В истории открытия, которые я тщусь описать, наличествует масса поучительного. Эта история столь же уникальная, как и само открытие. Разумеется, американцы настоящие в отличие от выпускницы кафедры генетики Биофака МГУ Данилевской банально приписали открытие себе. Уникально то, что авторство Жени стало известно тогда и не забыто сейчас. Вторая уникальность есть эманация истинной любви: занимаясь общим делом, а у генетиков так принято, прожить жизнь врозь, как принято у советских женщин с доминантой на создание проблем мужу, чтобы после его смерти с любовью строить ему памятник. Право же, открытие достойно быть увековечено само по себе, но как красиво представлено! Грубо говоря, за деньги так не бывает.

История началась в 70-х годах прошлого века, когда в Радиобиологическом отделе Института им. Курчатова (позже Институт молекулярной генетики) было сделано открытие, теоретически призванное изменить в лучшую сторону ход человеческой истории.

Так называемые мобильные элементы, изначально – мобильные диспергированные гены, в геномах разных видов животных и растений отвечают за такие важные вещи, как работа генов, их горизонтальный перенос сквозь видовые барьеры, переключение генетических программ или сбой в их работе. Например, сбой в регуляции числа копий МЭ из-за коллизии между генетическим материалом родителей. У лишенной ВНД Дрозофилы дизгенез выражается в супермутабельности – МЭ скачут по хромосомам аки блохи психованные. С человеком хуже: растет мучительная тревожность и теряется смысл жизни, пубертация с поиском своего «Я» продолжается до климакса и далее. Действительно, ровно это происходит в кризисах: середины жизни, пубертации, климаксе, – когда в хромосомном наборе самоорганизованно меняется матрица (паттерн) МЭ, переключая сообразно возрасту генетические программы.

Возможно, мы были близки к разгадке того, о чем еще в позапрошлом веке писал Чезаре Ломброзо по природе преступного поведения. И выявили бы лекарство от «умственных эпидемий» включая войны, революции, анархический или государственный терроризм. Дело в том, что ученое человечество просто не пошло по этому пути. Почему – объяснил сам автор Евгений Ананьев в своем предсмертном ролике, снятом Данилевской. Женя ухитрился в форме своеобразного покаянья, а по сути откровенной правды, описать, как строятся отношения молодых, талантливых и амбициозных в рамках одной лаборатории – его лаборатории молекулярной цитогенетики Института общей генетики. ИОГена, где в прошлом властвовал Трофим Лысенко, потом безумствовал Николай Дубинин, затем прорабствовал Алексей Созинов и доработал до провокации свободы слова сначала во всей науке, а потом в стране начиная с СТК – совета трудового коллектива. Созинова отправили с почетным повышением на Украину, где он канул в лету вслед за сыном философа Сергеем Михайловичем Гершензоном, который раньше всех все открыл в экспериментальной генетике и за это его очень не любили. А в московском ИОГене произошло отключение ЖКХ, некоторое время институт существовал на военном положении с заваленными засохшим дерьмом унитазами и единственной трубой – шлангом холодной воды через все этажи. Странно то, что кто-то продолжал «ходить на работу», где кутаясь в платки от холода, вели разговоры о жизни, как должно быть и хотелось, чтоб было.

Но это позже. Женя был склонен осуждать скорее себя, чем коллег, над которыми устроил такой показательный эксперимент. Обилие идей не позволяет довести до публикуемого результата начатое. Однако проблемы внутри лаборатории это только начало пути. Ведь эксперимент с открытием МЭ получил планетарный масштаб на уровне «гена альтруизма» и «теории гениальности» Владимира Эфроимсона или «волн жизни» (waves of life) Сергея Четверикова – Тимофеева-Ресовского. Конкретно в теме МЭ сыграл авторитет и стальной характер прошедшего суровую внутривидовую борьбу в активной генетической среде Романа Бениаминовича Хесина-Лурье, и его сотрудников начиная с Владимира Гвоздева.

Хесин известен тем, что в середине 80-х взорвал генетический мир неопровержимо-выверенной подборкой фактов генетической нестабильности, обобщив революционную идею в монографии «Непостоянство генома», – незабываемой, как «зеленая тетрадь» Тимофеева-Ресовского. Очевидная непредсказуемо-ожидаемая нестабильность генома, горизонтальный перенос информации и многое другое подобного рода показывает, что эффект «открытия» возникает в обществе тогда, когда консервированным в собственном соку ученым насильственно открывают глаза на то, во что они категорически не верили. Аналогично было с колебательными химическими реакциями Белоусова-Жаботинского. Суть отношения к истине есть проявление тех же волн жизни как моды в науке, о чем решился сказать прямо лишь исследователь дарвинизмы в России Юрий Викторович Чайковский.

Чайковский – продукт кафедры биофизики Физфака МГУ и феномен посильнее объекта исследования в лице мишени всевозможных геростратизмов против Дарвина, так что не будем комкать тему авторства беспартийного ректора Ивана Георгиевича Петровского. Наша песнь о любви к генетике сына слесаря Виталия Ананьева, пьющего как принято на Руси.

Выяснилось, МЭ – достаточно длинные последовательности с т.н. липкими концами – повторами, позволяющими склеиваться в колечко или находить соответствующий участок в хромосоме, к которому МЭ может прилипнуть, развернуться и встроиться в хромосому. Попадая в промежуток между точкой запуска считывания гена и самим структурным геном, МЭ способен изменить его работу. В том, что не касается конкретно вирусного генома, МЭ ведут себя аналогично. Могут вызывать инсерционный мутагенез или переносить хозяйские гены горизонтально между отдаленными по происхождению организмами, т.е. осуществлять в природе то, чем так пугают борцы с ГМО. Теоретически МЭ были известны давно благодаря работам Барбары Мак-Клинток, которая с 30-х годов вела исследования на кукурузе чисто менделевскими скрещиваниями, получив точечки на различных по окраске зернышках, объяснить которые было невозможно иначе, чем придумав прыгающие гены, влияющие на видимый облик организма только тем, что они меняют проявление настоящих генов. Ей не верили, потом последовали прямые исследования на хромосомах. Первой была работа Николая Чурикова и Евгения Ананьева на Дрозофиле. Искали как водится другое и очень удивились, увидев вместо одной сорок точек гибридизации, отличающихся на родительских хромосомах. Мак-Клинток присудили Нобелевскую премию, с трудом отыскав ее на полях кукурузы – у нее не было телефона. Как сказал Женя, стало модно делать диссертации по тому, что имела в виду Мак-Клинток. Еще более модно стало исследовать роль МЭ. Открыли гибридный дизгенез – безудержное размножение МЭ из-за несоответствия материнской цитоплазмы и отцовских хромосом при географически отдаленной гибридизации. Ленинградские генетики показали перестройки паттерна МЭ в одних и тех же моментах развития организма, сопровождающих (определяющих?) его трансформацию. Но все равно не верили в МЭ как общее явление, потому что в то время для признания эффекта требовалось доказательство статистической достоверности, в данном случае – перемещений МЭ по геному. И вот тут собака зарыта: события, ключевые для любой системной эволюции (Макроэволюции) уникальны, т.е. по теории Юрия Чайковского, они относятся к классу случайных событий с расходящимися частотой и вероятностью. У них нет моментов распределения! Вот почему ученые отвергали очевидное и существенное, оно было недиссертабельным. Да и сейчас продолжают, потому что такие открытия, как МЭ, из того же класса уникальных событий, что столь часто случаются в России. И медиавирусы, или мемы Ричарда Докинза, ведут себя аналогично в человеческом языке. Типичный пример медиавируса – слово «вирус», пронзающее любые барьеры. Есть ведь журналисты, искренне опасающиеся заразить свои мозги вирусом из компьютера. Несмотря на ключевую роль МЭ в эволюции и развитии организма, их собственная цель эгоистична. Называя вещи своими именами, это элементарные, самые простейшие паразиты в живом мире. МЭ получились за счет деградации вирусов и симбиозогенеза, как произошло ядро клетки с хромосомами или митохондрии из бактерий. Бесполезных паразитов не бывает.

По признанию Евгения Ананьева, первым откликом на выверенную статью об МЭ было: «в вашей темной России не умеют гибридизовать ДНК». Авторитет Хесина вынудил статью опубликовать, но приоритет все равно отдали западным авторитетам (извиняюсь за повтор, но смысл разный). И это типично-банально, как и то, что когда в 83-м за МЭ дали Государственную премию, в числе авторов наряду с Евгением Ананьевым и Николаем Чуриковым оказались дети уважаемых академиков Баева и Георгиева. Как сказала Данилевская, Госпремию назвали «детской». А я-то не мог понять, чего это Георгиев-ст. так альтруистично пропагандирует на Западе достижения советской науки? В настоящее время Георгиев-мл. самый молодой академик и в генетике это называется оценка производителей по качеству потомства.

По словам Ольги Данилевской, Женя все делал своими руками и у него долго не было лаборанта. Это школа Хесина в халате и с полотенцем через плечо. Говорят, у Хесина был сложный характер, но Женя на фильмах Ольги с неизменной улыбкой превозносит учителей, запах кедрового масла для иммерсии препарата под микроскопом и полумрак цитогенетической комнаты. Как сейчас помню (наши судьбы параллельны и Женя тоже не был комсомольцем, закончив вечернюю школу), когда по ул. Вавилова шел трамвай, а он и сейчас меня довез от «Ленинского проспекта» до семинара Данилевской, хромосомы под микроскопом прыгали и можно было открыть что угодно.

В фильмах Жени-Ольги все участники событий предстают невозможно молодыми, кроме Тимофеева-Ресовского и Прокофьевой-Бельговской. Корифеям простительно. Ольга стеснялась, директор ИОГен Николай Казимирович Янковский просил еще. Он отметил три ключевых момента: все корифеи в одном месте и это время такое, молодые ушли им неинтересно, катастрофы были начиная с науки в пустой комнате в институте, но нас ждут более серьезные катастрофы и ни одна из них не будет последней.

Примерно то же говорил на следующий день на заседании Думы председатель комитета по науке Валерий Черешнев в заявлении от эсеров. Получилось, что отечественная наука от катастроф расцветает. Это мы знаем из прошлого, будущее нам еще предстоит создать и прожить.

Возможно, я что-то перепутал или забыл, но врать не хочется. В фильмах Женя с неизменной улыбкой рассказывает о счастье познания рядом с соратниками. Но я-то помню, как портили друг другу жизнь те же Женя Метаковский или Татьяна Герасимова, присвоившая гибридный дизгенез. Ее папа-писатель создал повесть «Эффект положения» в серии книг, где было и про побег из минского гетто – немец Отто вывез грузовик евреев по школьной любви к еврейке Эльзе. В этом грузовике был дед жены Бориса Лейбовича Марины. Борис в лаборатории Хесина показал, что в X-хромосоме самцов Дрозофилы транскрипция идет вдвое меньше, т.е. компенсация дозы гена присутствует, но не как у человека.

Отдельная песня – Александра Алексеевна Прокофьева-Бельговская. Странно, что в числе генетиков в массовом сознании за пределом яркого, больше большого, генетического мира лидирует не она. Мои попытки ее описать низменно наталкиваются на рукомахание: да знаю я такую. Правильно, в деталях это почти любая, но она-то одна это делала красиво! Воля ваша, я не верю Жене в том, что она ему помогала. Просить ее быть оппонентом на защите мог только самоубийца, эта женщина не терпела чужого успеха и пользовалась абсолютным влиянием до глубокой старости. Перессорив своих сотрудников, она вызвала такой выплеск абортивной борьбы за лидерство, что последний в цепочке лаборант Женя плакал. Ученик вечерней школы не был готов ко взрослым играм, но науку не бросил. «Лева, блондинок надо печатать с недодержкой» – с легким грассированием бросила мне на ходу совершенно седая Прокофьева-Бельговская, увидев мой ее снимок, который воровали на 2-м съезде ВОГИС скорее, чем я успевал вешать новый отпечаток. Последний публичный вопрос Александры Алексеевны Прокофьевой-Бельговской на моей памяти был задан Евгению Ананьеву и касался неуловимой подвижности МЭ.

«Если я не сам за себя, то кто за меня» – мадам была хорошим учителем жизни. Важно другое: в жизни Жени был Виктор Миронович Гиндилис, который любил учить и научил его скрупулезной работе с хромосомами.

Впрочем, я пишу по памяти и ничего не могу утверждать. Кроме одного: Данилевская стала счастливым исключением из правила, согласно которому в научной среде распространяется исключительно негативная информация. Собственно, об этом «ген альтруизма» Владимира Эфроимсона, да ничего не меняется, товарищи ученые – как трамвай, что ходит по рельсам. На семинаре я в который раз получил соответствующий урок банальности, но по счастью мне уже не надо считаться ученым. Я прекрасно помню, как повально шельмовали Тимофеева-Ресовского те, кто считался его учеником или вообще совсем не знал. Но ведь шельмовали все и каждого. Тимофеева-Ресовского оградило от агрессии коллег Политбюро КПСС – он оказался нужен как часть нашей витрины. Коллеги не были патриотами, а когда схлынуло, бесценной оказалась помощь продукта режима, генерала Олега Газенко. Последние годы после смерти жены Тимофеев-Ресовский оставался изгоем в обнинской квартире. Валерий Сойфер обратил кампанию против него себе на пользу. Ведущий советский герпетолог Богданов с Кубани так и сгинул. Что характерно, на Биофаке МГУ рассказывали о его грехах те, кто не был с ним знаком и не читал его работ. Парадокс: на Западе о достижениях нашей генетики говорят больше, чем у нас. Сейчас кто-то из нашей среды может забыть суть того, что сделал Женя в генетике и не знать, что его уже нет, но он совершенно точно знает, сколько у него было любовниц.

Тем самым отечественные ученые и особенно генетики ставят себя в зависимость от внешнего фактора, будь то властный патронат или признания на Западе, который склонен нас бояться. Потому что не надо друг за другом чепуху повторять. Уважаемый Юрий Федорович Богданов не знал о публикации в «Московской правде» рецензии на книгу трудов Тимофеева-Ресовского – плод его с Наталией Алексеевны Ляпуновой усилий. Очень удивился и почему-то сказал, что у меня «всегда мины». Я эту неадекватность могу расшифровать только как циркуляцию домыслов некой ополоумевшей женщины, никакого отношения к ИОГену не имеющего, в связи наследием Василия Бабкова и Нелли Саканян. Моя задача состояла в том, чтобы отделить дрязги от сути, как это например блестяще удалось Ольге Данилевской в наследии Евгения Ананьева. И она все что могла сохранила. В квартире Бабкова пропадают уникальные документы и материалы, большая часть которых не была даже их собственностью. И это позорная сторона для тех же Авруцкой или Захарова-Гезехуса, коль они взялись за сохранение истории науки. Пропадет то, что удалось сохранить сквозь фашизм там и репрессии здесь, на которые генетики привычно списывают собственные проблемы. Когда генетики предоставлены сами себе, получается Шапиро или Дубинин, с истериками, драками, воровством результатов или торговлей ими. Вот почему я утверждаю, что сессия ВАСХНИЛ 1948 года в конечном счете принесла пользу очищения, на котором вырос Хесин. В компании Шапиро и Алиханяна на кафедре Серебровского ему ходу не было. Хотя как каждая катастрофа, сессия-48 забрала жертв многих.

Еще парадокс – как политического журналиста меня никогда не преследовали, но по семейным дрязгам было несколько атак. И ведь сразу не поймешь. Пользуясь случаем, обращаюсь к бывшим коллегам с риторической просьбой: если вам за что-то в своей жизни стыдно, имейте мужество, как Женя, это признать и сказать своими словами до того, как кто-то опишет. Не швыряйтесь на журналиста, обвиняя его в поджоге своей квартиры, где пожар был по вашей же неосмотрительности за два дня до публикации. Тут не оригинальность, а банальность, инверсия во времени причинно-следственных связей описана самым ярким эволюционистом – польским писателем Станиславом Лемом. Позже выяснилось, что рост ксенофобии в США как следствие по-голливудски зрелищного теракта 11.09.01, отмечен за полгода до теракта, о чем мне с сожалением говорил вице-спикер Думы от «Яблока» Сергей Иваненко. Чего уж нам-то выступать против такого крупняка в истории человеческой глупости?

Последнее слово все равно останется за журналистом. Есть такая профессия – истину защищать.

PS. Статья О.Н.Данилевской «Открытия, которые доставляют удовольствие» (Научный путь генетика Е.В.Ананьева) по сути прошедшего семинара опубликована в журнале Природа, N12 за 2008 год. В том же номере есть материал о «физике Монте-Карло», т.е. фактически о неслучайности волн жизни, описание которых началось со статьи С.С.Четверикова «Обзор бабочек Московской губернии» в Известиях императорской академии наук 1905 года. В том же томе опубликована статья Маркова, положившая начало такому разделу математики, как «цепи Маркова».

Такая вот неслучайность.

 

Все корифеи в одном месте – Николай Янковский

«В вашей темной России не умеют гибридизовать ДНК» – цитата по Ананьеву из первого отказа на публикацию его работы

Семинар «От мобильных элементов к искусственной хромосоме» состоялся 13 мая 2010 года в 15:00 в конференц-зале ИОГен РАН памяти генетика Евгения Ананьева (с демонстрацией кинофильма) «От мобильных элементов к искусственной хромосоме».

Ссылка на звуковой файл семинара:

http://narod.ru/disk/20717533000/%D0%9E%D0%BB%D1%8C%D0%B3%D0%B0%20%D0%94%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%BB%D0%B5%D0%B2%D1%81%D0%BA%D0%B0%D1%8F.WMA.html

Докладчик Ольга Данилевская (фирма Пионер, США) показала фотографии, на которых видны Чуриков, Муха, Метаковский, Перузян, Лейбович, Гвоздев, жена Миши Голубовского Инна, Виктор Барский, Виктор Гиндилис, Прокофьева-Бельговская. Женя увлекался кино, три года писал маслом после диссертации, ем у Женя Метаковский подарил ему книгу «Юный художник». Наш дом в Айове увешан его картинами. Женя говорил, что после человека остается только слово. Отец Жени Виталий Ананьев был слесарем и пил, очень удивлялся почему сын не хочет стать слесарем, а биологом. Он лечился у враче, сестра которого Ирина Вешнева работала у Прокофьевой-Бельговской и привела в лабораторию Женю, которая отдала его Виктору Мироновичу Гиндилису.

Данилевская рассказала, что Женя выпустил 70 работ, в каждой из которых был его труд и некоторые внесли основополагающий вклад в генетику. Вместе с Колей Чуриковым Женя открыл мобильные элементы у Дрозофилы, уже после защиты кандидатской в лаборатории Владимира Гвоздева. Чуриков 20 января 1976 года получил 286 бляшек в векторе лямбда-gt. Исходная идея было клонировать ген. В 76-м это было невероятно. Но когда Женя поставил гибридизацию, оказалось, что ген повторен 40 раз, т.е. он неуникален – на политенных хромосомах видно, что если есть гибридизация в одном гомологе, то она отсутствует в другом, такое показал клон Dm225. Женя решил посмотреть гибридизацию на родительских линиях и оказалось, что паттерн разный.

В то время хотя существование МЭ было уже известно – Барбара Мак-Клинток опубликовала свои работы, но ей никто не верил, и считалось, что частота перемещений очень небольшая. Сейчас известно, что геномы на 70-80% состоят из МЭ. В 1983 году Жене была присуждена докторская степень за МЭ. И получил вместе с Чуриковым и Георгиевым Государственную премию. Эту премию назвали «детской», потому что в число лауреатов попали дети академиков Скрябина и Баева. Наши работы признаются за рубежом, но приоритет отдали Хогнесу и Рубину (Hognes & Rubin).

10 мая 1983 года Женя был назначен завлабом молекулярной цитогенетики ИОГен. Директор Созинов занимался только растениями и Женя больше Дрозофилой не занимался. Почему ячмень, я не знаю. Женя искал МЭ везде.

Heslop-Harrison написал, что впервые узнал о том что русские первыми сделали работы по ретротранспозонам у Дрозофилы, но у него не связывалось Ананьев который работал на Дрозофиле и на ячмене.

Я уехала первой в 1995 году и понятно почему, здесь уже работать было трудно. Работала в Бостоне. Женя приехал в 1998 году и за три года в Миннесоте опубликовал 10 статей. Хромосом-дополненные линии при опылении пыльцой кукурузы овса. Хромосомы кукурузы элиминируются, но иногда одна хромосома проскакивает. Получил их не Женя, но он увидел большой потенциал. Занимался лабораторной работой сам, у него не было лаборанта. Сделал работу по узелкам на хромосомах кукурузы, используя ту же логику, что если есть разница между родительскими хромосомами, это можно рассматривать как МЭ.

В 1996 году открыл элемент центромеры кукурузы, в некоторых хромосомах блоки гибридизации с центромерами большие, в некоторых маленькие. Женя считал, что центромеры растений и животных состоят из повторяющихся элементов, в них интегрированы различные мобильные элементы, некоторые из них специфичны для центромеры.

В компании «Пионер», где мы работали последние 10 лет, Женя работал над идеей составления искусственной хромосомы из элементов – защищающие от деградации консервативные теломеры (кроме Дрозофилы), ориджины репликации, наиболее сложные центромеры. Нужны были центромерные клоны и селективные маркеры, обычно это устойчивость к гербицидам. Сложность в том, как из кольцевых BAC DNA сделать линейную ДНК. Получили вектор и ввели с помощью bombardment в культуру клеток. Колоссальный объем работы завершился успехом, на фоне 20 кукурузных хромосом обнаружена 11-я пара, совсем маленькая. Происхождение хромосомы доказывалось специальным красным маркером флуоресценции. Эта работа не была доведена до конца, потому что мы не знаем, как мини-хромосома ведет себя в мейозе. Работа завершена в 2006 году.

Резюмируя, можно сказать, что вклад Жени в науку – это конечно МЭ Дрозофилы 1976 году, открытие центромерноного элемента кукурузы centC.

Те, кто занимается генетикой Дрозофилы, это очень энергичные люди, любят полевую работу и пить пиво.

Данилевская показала фильмы в т.ч. рассказ Жени о своей научной карьере. С Прокофьевой-Бельговской я познакомился в микроскопической комнате и она меня поразила темнотой и запахом кедрового масла. Это тот человек, который оставляет большой след в судьбе. Она помогла мне устроиться на кафедру генетики, ходила со мной на кафедру генетики к Валентину Андрееву, он не хотел меня брать почему-то. Прокофьева-Бельговская настояла. Потом она была оппонентом на моей кандидатской и сильно помогла в докторской. Когда я ей показал асимметричную репликацию, она сразу все поняла. Лаборатория в Иоген состояла из шести женщин. Получать сотрудников, которых не ты нанимал, это всегда кот в мешке. Посудомойка сказала, что везде где она работала всегда увольняли заведующих. Это было такое воодушевляющее начало. Я был неопытен и пошел по пути переманивания молодых талантливых сотрудников. Переманивая сотрудников, я переманивал проблемы, их не останавливало то что у меня уже была докторская и госпремия, они не понимали почему они не могут стать заведующими. Так получилось с Чернышевым. Сотрудники уставали от новых идеяй и не могли реализовать старые. Это произошло с Витей Башкировым. Идея состояла в том чтобы обнаружить у ячменя МЭ и может быть даже получить перемещения. Это было очень сложно.

Созинов предложил мне стать его замом, но для этого надо было вступать в партию, иначе его никто не поймет. Несмотря на то что против этого выступила Ольга, я согласился и был донос в районное отделение партии. Я никогда не был комсомольцем, отказался вступать еще в школе. На самом верху мою кандидатуру заблокировал Овчининников и ничего не получилось ни у меня ни у Созинова. Я остался завлабом. Потом наступили времена, когда без денег никто ничего не хотел делать. Надо было переводить деньги в нал а это уже преступление. Я начал отправлять сотрудников в Америку. Несмотря на трудности, пять человек защитили у меня кандидатские диссертации. Мы опубликовали несколько работ в хороших журналах, так что продукция была, но не так, как мне хотелось. И в это время наступил экономический коллапс, все полетело в тартарары.

На фильмах видны Борис Лейбович, Витя Башкиров, Юрий Федорович Богданов.

Фильм про 2-й Съезд ВОГИС. В мая 1965 года был учредительный съезд Видны Хесин, Богданов, Прокофьева-Бельговская, Станислав Слезингер, Микельсаар, Варшавер, Марина Маршак. Президентом ВОГИЗ был Борис Львович Астауров. В президиуме Андрей Белозерский, Дубинин, Сос Алиханян, Дмитрий Беляев, МАртемий Захаров, Владимир Энгельгардт, Сергей Гостимский, Сергей Гостимский, Иосиф Шапиро, Александр Гольдфарб, Асланян, Татьяна Герасимова, Алексей Борисович Иорданскийц, Тимофеев-Ресовский, Владимир Гвоздев. Ревазов, Елена Лозовская, Рекеш, Жимулев, Вася Вельков, Виктор Гиндилис

С докладами выступили Дубинин, Цицин, Турбин. Роман Бениаминович Хесин выступил на заключительном пленарном заседании с докладом «Регуляция синтеза РНК» пригласил свою лабораторию и лабораторию Гвоздева в кафе Паланга, пригласив и Салганика из Новосибирска.

Школа в Мозженке 1973 года с девизом от ложного знания к истинному незнанию. Символом Мозженке досталась по наследству от Дубны лошадь в ванной которая спрашивала «Ну и что?» Программу школы составлял Хесин. Школу по биологии развития проводил Нейфах. Юрий Гаузе был потрясающим переводчиком но боялся камеры. Частыми гостями были Татьяна и Сергей Никитины.

Завершая семинар, директор ИОГен Николай Казимирович Янковский высказал сожаление, что инициатором стал не его институт. Он был искренне рад тому, что услышал и увидел, и сказал: стало понятно, что это было время, когда сообщество было единым – все корифеи в одном месте. Вспомнив о проблемах, когда на новую работу приходили в пустую комнату, Янковский сказал, что катастрофы нам еще предстоят и те, которые предстоят, никогда не будут нашим концом.

 

Л.М. Добавлю, как говорится, от «нашего корреспондента».

Данилевская сделала большой подарок системным рассказом и подготовкой фильма. Для меня это большая радость с горечью. Я всегда придавал ключевое значение МДГ, как теперь принято МЭ, которые составляют инструмент молекулярного драйва – министерства революций в правительстве, как сказал Борис Медников. В обществах всех стран ту же роль играет спецуха или правоохранительная система в целом. Вообще аналогий много.

На фильмах Жени наши учителя предстают невозможно юными, нам уже от того весьма далеко. Но эксперимент неувядаем: и до сих пор в который раз я убеждаюсь в наличии волны. Еще с 1972 года на съезде ВОГИС обнаружилось, что хвостиком за теми, кого Янковский назвал корифеями, хотят люди если не одни и те же, то строго с одного-двух курсов кафедры генетики Биофака. Вот так я доплыл до семинара Ольги Данилевской. До того было много чего включая Всемирный генетический конгресс 1978 года с эпатажной лекцией Владимира Павловича Эфроимсона, где я сидел на полу пред ним из-за отсутствия другого места. Там в пленарной программе выступил Роман Хесин и удивил, назвав всех своих сотрудников поименно с представлением достижений каждого. Как-то обычно рекламируют только себя. И еще что типично – узнаю родную науку – после семинара я типа радостного пионера сообщил Юрию Федоровичу Богданову о публикации рецензии на изданную им совместно с Натальей Алексеевной Ляпуновой книгу трудов Тимофеева-Ресовского. «У вас же везде мины» – сказал сильно постаревший мэтр. Рецензию он не читал и не знает. Зачем уважаемые ученые упорно тиражируют слухи, причем исключительно негативные? Ведь именно эта имманентная способность разрушила местами мощную советскую науку.

Я помню по рассказам Жени, как идея пробивалась, мне кажется, известность этого открытия предопределена уникальным характером Хесина и Гвоздева, потому что обычно было все иначе, как у нас с Натальей под давлением Шапиро. Сегодня Юрий Федорович Богданов удивился, что рецензия на научную книгу трудов Тимофеева-Ресовского вышла в Московской правде, но это типично, сложнейшие эволюционно-генетические вещи мне проще публиковать в газете горизонтального типа СМИ, чем в специализированном вертикальном научном журнале.

Кажется, я сам получил эффект от подвижек МЭ в своем последнем и главном научном эксперименте с моделированием Макроэволюции.

К сожалению, я ничего не знал про искусственную хромосому, это конечно изящный эксперимент и Ольга права, что надо бы посмотреть ее поведение в мейозе.

Но все же о грустном. Женя рассказывает с улыбкой о событиях, которые сопровождались слезами, в частности, когда под антисемитским давлением Алексея Иорданского в борьбе за лидерство он выжимал из лаборатории Гиндилиса. Женя кривит душой, потому что на самом деле Прокофьева-Бельговская так умела себя поставить в любой ситуации, что прожила жизнь счастливую и она была принципиальным мизантропом, любила играть людьми, но никогда никому не помогала. Мне занятость в ее лаборатории дала очень много, но тут не помощь, а скорее модель поведения. Зато Виктор Миронович Гиндилис любил учить и помогать, мне он тоже ухитрился серьезно помочь. Последний вопрос Пркофьевой-Бельговской Ананьеву показал, что она сильно отстала, но не сдается.

Тем более странно, что эта борьба за лидерства на глазах Жени ничему его не научила, но он был по своему принципиален, как это бывает с успешными учеными. Впервые я это наблюдал в эпизоде с недовесом сметаны в Чашниково на практике, когда казалось начальник практики Николай Заренков дал Жене неплохой урок.. урок не впрок, из-за своей принципиальности Женя так беспощаден к себе в своей фактически предсмертной записи, уже без волос и похож на Литвиненко перед смертью.

Ученые вообще относительно очень негативны и отсюда проистекает стремление показать то что было через розовые очки, иначе удавиться можно. Моим бывшим коллегам не понять, что удается мне в Думе и как, потому что все это мне не просто не давали делать в науке, а нещадно били. Борьба за лидерство на Западе еще более вредная для науки, она и в геополитическом плане проявляется.

В комментарии нашему корреспонденту Ольга Данилевская рассказала, что в числе лауреатов Госпремии оказались кроме Ананьева, Чурикова и Гвоздева, дети академиков Скрябина, Баева – ее назвали «детской премией». Разумеется, там был и Георгиев-старший (младший подрос позже), который связал синаптическую неравномерность с открытиями Мак-Клинток.

 

От мобильных элементов к искусственной хромосоме О.Н.Данилевская, кандидат биологических наук Компания «Пионер» Де-Мойн (штат Айова, США) © Данилевская О.Н., 2008 62 ПРИРОДА N12 2008 Биография современника

Евгений Витальевич Ананьев – замечательный ученый, доктор биологических наук, лауреат Государственной премии СССР, сделавший ряд фундаментальных открытий в области структуры генома и хромосом. Главные из них – получение экспериментальных доказательств наличия мобильных генетических элементов у дрозофилы (1976) и создание искусственной хромосомы растений (2006). Между этими событиями – 30 лет, в течение которых творческий подъем сменялся периодами поиска новых научных тем, а то и просто работы. Но как бы ни складывались обстоятельства, Ананьев поражал окружающих неиссякаемой энергией, глубокой увлеченностью и бескомпромиссной научной честностью. Именно эти качества позволили ему сделать фундаментальные открытия на основе, казалось бы, простых наблюдений, которые нельзя было объяснить при помощи существующих теорий. Как истинный ученый, он пытался понять суть явления, и если результаты не соответствовали теории, то он менял теорию, а не факты.

Ананьев прошел сложный жизненный путь – от ребенка из бедной семьи послевоенной поры до ученого с мировым именем. Еще в детстве у него возник интерес к биологии – науке, которой он посвятил свою жизнь, оборвавшуюся в 60 лет, в период расцвета его творческой активности. Он руководил замечательным научным коллективом, получившим в феврале 2006 г. первую искусственную хромосому растений. А через полгода у него обнаружили глиобластому – опухоль мозга, принадлежащую к одному из самых агрессивных видов рака.

Евгений Витальевич мужественно боролся с недугом до последнего своего часа, напряженно работал над своими воспоминаниями, создавал фото и киноархивы. Но болезнь оказалась сильнее самых передовых методов медицины. Он успел осуществить только малую толику своих обширных замыслов. Его воспоминания остались незавершенными, но они послужили основой статьи, написанной женой и соратницей Ананьева, О.Н.Данилевской. Их союз был семейным и научным тандемом на протяжении 40 лет.

Евгений Витальевич Ананьев родился в Москве 13 января 1947 г. Его родители – мать Мария Андреевна Фролова и отец Виталий Дмитриевич Ананьев – принадлежали к тому поколению, чья юность пришлась на годы войны. Не окончив средней школы, они пошли работать на оборонные заводы Москвы. Женины родители были очень молоды, и воспитание мальчика взяла на себя его бабушка Мавра Петровна, женщина полуграмотная, но с сильным характером и твердыми жизненными принципами, передавшая эти черты своему внуку. Она любила повторять, что доведет Женю до четвертого класса, а дальше он должен учиться сам.

Женя действительно учился сам, и учился хорошо. Но после 9-го класса перешел в школу рабочей молодежи, а днем работал слесарем, чтобы помогать матери, поскольку к тому времени его родители развелись.

Но Женя хотел быть биологом, а не слесарем. Такое решение пришло к нему в тот момент, когда он впервые услышал биение собственного сердца и осознал, как хрупка человеческая жизнь. Жене было всего 10 лет, и в его детском сознании неожиданно возникла мысль, что, став биологом, он сможет победить смерть. Этот наивный детский порыв не угас с годами, а перерос в серьезное желание найти свой путь в науке. Помог ему отец. Виталий Дмитриевич, зная о мечте сына стать биологом, обратился однажды к своему лечащему врачу с просьбой помочь сыну найти работу, связанную с биологией. Оказалось, что сестра врача, Ирина Вешнева, работала в Институте радиационной и физико-химической биологии в знаменитой лаборатории А.А.Прокофьевой-Бельговской, выдающегося цитогенетика и блистательной личности.

Там в 1964 г. началась научная карьера семнадцатилетнего Жени в должности препаратора.

Эта работа оказалась настоящим подарком судьбы и большой жизненной удачей. Его первыми учителями стали О.Н.Капитонова, которая научила Женю работать с микроскопом и делать препараты хромосом, и В.М.Гидилис, наставник, воспитатель и друг на всю жизнь. Гидилис тогда искал отличительные черты всех 23 пар хромосом человека. Для этой цели Женя готовил цитологические препараты, фотографировал их под микроскопом на стеклянные фотопластинки, печатал снимки на фотобумаге и измерял длину хромосом линейкой. Именно тогда он постиг и полюбил тонкое искусство микроскопии. Позже написал в своем дневнике: «запах кедрового масла навсегда остался любимым». Здесь же у него зародился глубокий научный интерес к структуре хромосомы, который не покидал его на протяжении всей жизни.

Учась в школе рабочей молодежи, Женя не смог получить образование, соответствующее его замыслам. Однако, проявив поразительную целеустремленность, он с третьей попытки поступил в 1965 г. на вечернее отделение биологического факультета Московского государственного университета, а на третьем курсе перешел на дневное отделение, на кафедру генетики. Я в то время была студенткой на этой же кафедре, где мы и познакомились.

После окончания университета в 1970 г. Женя пришел в лабораторию В.А.Гвоздева в биологический отдел Института атомной энергии на должность старшего лаборанта. Работал сразу над тремя проектами: эффект положения и дозовая компенсация (по предложению Гвоздева) и репликационная организация хромосом дрозофилы в культуре клеток (по собственной инициативе). В 1975 г. блестяще защитил кандидатскую диссертацию.

Как позже шутил сам Евгений Витальевич, он сделал три кандидатские диссертации за один аспирантский срок.

Открытие мобильных элементов Начало 70-х годов занимает особое место в истории молекулярной биологии. Тогда был разработан метод клонирования ДНК. Он заключается в том, что с помощью «молекулярных ножниц» (рестрикционных ферментов) молекулу ДНК разрезают на кусочки и затем сшивают с молекулой ДНК-переносчика (вектора), что дает возможность размножать эти фрагменты в неограниченном количестве в бактериальных клетках кишечной палочки. Такой метод позволял непосредственно изучать структуру индивидуальных генов практически любого организма. В дальнейшем на его основе развились новые отрасли молекулярной биологии: генная инженерия, биотехнология и геномика.

Одним из энтузиастов этого метода в Советском Союзе стал Г.П.Георгиев, заведующий лабораторией в Институте молекулярной биологии (бывшем Институте радиационной и физико-химической биологии), где Ананьев начинал свою научную карьеру. Георгиев, будучи одним из немногих «выездных» советских ученых, регулярно участвовал в симпозиумах по молекулярной биологии. Там он и узнал о методе клонирования, оценил его мощь и развернул активную деятельность по клонированию генов дрозофилы (затем и мыши) в своей лаборатории. Дрозофила была особенно привлекательным объектом по двум причинам. Во-первых, гигантские политенные хромосомы, получаемые из слюнных желез мушки, позволяли увидеть расположение генов на хромосоме под микроскопом; во-вторых, уникальная культура клеток, ранее полученная в лаборатории Гвоздева, служила идеальным источником для выделения ДНК. Союз двух лабораторий (Георгиева и Гвоздева) оказался исключительно плодотворным.

В те годы Георгиев увлекся идеей повторяющихся элементов ДНК, которые могли бы отвечать за регуляцию множественных генов. Метод клонирования идеально подходил для поиска таких регуляторных зон. В начале 1976 г. аспирант в лаборатории Георгиева Н.А.Чуриков, чьим научным руководителем был Ю.В.Ильин, клонировал и охарактеризовал сотни фрагментов ДНК дрозофилы, некоторые из которых присутствовали в геноме многими копиями. Один такой фрагмент, Dm225 (от Drosophila melanogaster), Ананьев получил для определения его местоположения в геноме дрозофилы с помощью гибридизации in situ (т.е. на местах) на политенных хромосомах. Этот метод гибридизации основан на свойстве изолированных фрагментов ДНК узнавать сходные последовательности на хромосомах и образовывать комлексы-гибриды. Обычно изолированный фрагмент ДНК метят радиоактивным изотопом и по этой метке определяют его расположение на политенных хромосомах. У млекопитающих, включая человека, политенных хромосом нет, поэтому прямая локализация фрагментов у них невозможна. В этом состояло большое преимущество дрозофилы для изучения природы клонированных генов.

Евгений Витальевич блестяще справился с поставленной задачей, сделав наблюдение, которое привело к открытию мобильных элементов дрозофилы.

Вот поразительное по ясности и силе описание этого открытия из дневника Ананьева: «К этому времени я уже освоил методику in situ гибридизации на политенных хромосомах дрозофилы.

На моем первом и единственном препарате я увидел, что, действительно, этот кусочек ДНК (Dm225) гибридизуется примерно с 40 участками на политенных хромосомах. При сравнении одной и той же хромосомы, например Х-хромосомы из разных ядер, можно было видеть, что набор гибридизующихся участков и их местоположение в хромосоме были сходны. Одно ядро, однако, привлекло мое внимание. В этом ядре отцовская и материнская хромосомы, составляющие пару гомологичных хромосом, не были тесно сочленены, как обычно наблюдается у политенных хромосом в большинстве ядер, а несколько разошлись друг от друга. Распределение гибридизующихся участков (так называемых сайтов гибридизации) на этих гомологичных хромосомах оказалось полностью различным. Это было что-то совершенно новое. Согласно классической генетике, гомологичные хромосомы содержат идентичный набор генов, расположенных в строго определенном порядке. А в данном случае ген (в то время мы еще не знали настоящую природу этого кусочка ДНК) находился в разных местах гомологичных хромосом, т. е. был способен «перемещаться» по хромосоме.

Это была загадка. Что это? Мобильные элементы, которые недавно были найдены у бактерий, или мистические контролирующие элементы, обнаруженные у кукурузы Барбарой Мaк-Клинток? А может, просто некая особенность генома дрозофилы? Я подумал, что разгадка может крыться в том, что для проведения эксперимента я использовал особо крупных личинок дрозофилы, которых получал путем скрещивания двух родительских линий этой мушки. Каждая из родительских линий несла мутацию gt (от английского giant – гигант), приводящую к увеличению размера личинки и, соответственно, увеличению размеров политенных хромосом. Поэтому ассиметричное распределение сайтов гибридизации могло быть связано с изначальна существующими различиями в хромосомах родителей. Чтобы подтвердить свою догадку, я сфотографировал все примеры расхождения гомологичных хромосом, и после дополнительного анализа стало очевидно, что закономерность, действительно, есть: например, в одной гомологичной хромосоме было 5 сайтов, а в другой – ни одного. Это было первое указание на то, что картина гибридизации над гомологичными хромосомами воспроизводится. Как только я увидел, что последовательность генов не совпадает, мне пришла в голову мысль, что это «прыгающие» гены. Стало очевидно, что надо повторить точно такую же гибридизацию, но на этот раз – на родительских линиях дрозофилы.

Я поделился своими наблюдениями с Владимиром Алексеевичем Гвоздевым. То, что эти элементы представлены многими копиями и «рассыпаны» по геному, вполне укладывалось в гипотезу Г.П.Георгиева, который полагал, что разные гены могут иметь одинаковые регуляторные элементы. Однако то обстоятельство, что эти элементы могли «прыгать», лишало их регуляторной функции. Согласно оценкам Коли Чурикова, число копий этих генов (или элементов) должно было быть в 10 раз больше, чем сайтов гибридизации. В.А.Гвоздев предположил, что эти гены образуют группы или локальные кластеры, которые соответствуют особым районам хромосом дрозофилы, так называемым районам интеркалярного гетерохроматина. Эти районы имеют ряд особенностей, в том числе, некоторые из них перестают реплицироваться в процессе формирования политенных хромосом. Владимир Алексеевич предположил, что наблюдаемое различие между гомологичными хромосомами связано как раз с недорепликацией ДНК в этих районах.

Более того, он проанализировал имеющиеся данные других авторов и составил список таких районов. Этот список он запечатал в конверт и вручил мне с тем, чтобы я сравнил оба списка, но только после того, как закончу собственный анализ сайтов гибридизации.

Цитогенетическая карта политенных хромосом дрозофилы в то время имелась двух видов: рисованная и очень подробная карта Бриджеса 1936 г.

и фотографическая карта Лефевра 1976 г. Хромосомы на этих картах были представлены лентами с поперечными полосами, что-то вроде штрих-кода. На рисованной карте число таких полосок приближалось к 5000, а на фотографической было около 2000. Если первая карта была слишком подробной, и ею нельзя было пользоваться, то вторую надо было еще учить. Я в то время умел четко распознавать на цитологических препаратах только Х-хромосому, точнее, ее конец, примерно 10% от длины хромосомы. Без знания карты было невозможно ответить на ряд наиболее существенных вопросов: Каковы различия между родительскими линиями дрозофилы? Есть ли различия между родительскими хромосомами одного и того же индивидуума? Решение этой задачи потребовало от меня мобилизации всех моих сил. Я наготовил препаратов политенных хромосом, сфотографировал большое число ядер с хорошо расправленными политенными хромосомами, напечатал фотографии и засел за их анализ. Постепенно, через две недели, я наконец-то научился распознавать все хромосомы и каждую из их 100 секций. Первое, что я установил, – это существенные различия между родительскими линиями.

Две линии дрозофилы, с которыми я работал, имели всего 1 или 2 общих сайта гибридизации.

Все остальные сайты, чуть больше 20 в каждой линии, оказались в неродственных участках хромосом. Второе, разные клетки одного и того же организма имели одно и то же расположение сайтов гибридизации. Третье, действительно, часть сайтов гибридизации совпадала с районами интеркалярного гетерохроматина, которые, как оказалось впоследствии, и были мне даны в запечатанном конверте».

В конце 1976 г. Георгиев с соавторами опубликовали полученные результаты в январском номере журнала «Science» [1], где описывались методы выделения фрагмента Dm225 и результаты гибридизации с политенными хромосомами, включая и нестабильное положение генов, со ссылкой на более подробную статью, которая готовилась к печати.

Но статья с детальным описанием всей цитологической работы Ананьева вышла лишь в сентябре 1978 г., т.е. через полтора года после первой публикации. Это объясняется тем, что в те времена подготовка к печати в зарубежном журнале занимала много времени. В статье подробно описывались результаты гибридизации двух фрагментов ДНК дрозофилы, Dm225 и Dm234В на двух родительских линиях, иллюстрированные великолепными цитологическми фотографиями политенных хромосом [2]. Статью по предложению Гвоздева назвали «Повторяющиеся гены с варьирующей локализацией в районах интеркалярного гетерохроматина на политенных хромосомах Drosophila melanogaster».

Это привело к тому, что в публикациях по мобильным элементам ее почти не цитировали.

В своих воспоминаниях Ананьев писал: «Я довольно сильно настаивал на том, чтобы статью назвать по существу: «мобильные элементы» или «прыгающие гены». К сожалению, тогда руководители не придали серьезного значения гипотезе о подвижности элементов, высказанной молодым коллегой.

Об этом Евгений Витальевич сожалел до конца своей жизни.

Летом 1977 г. на симпозиуме в Колд Спринг Харбор (США) Георгиев представил результаты совместных с Гвоздевым работ, где упоминал гипотезу о «прыгающих генах» как одно из возможных объяснений варьирующего расположение генов между разными родительскими линиями [3]. На той же конференции докладывали свою работу Д.Хогнесс и Дж.Рубин. Американские коллеги, работавшие только на одной линии мушки, весьма осторожно отнеслись к данным советских ученых по генетическим различиям между разными линиями. Однако это не помешало им спустя два года опубликовать на эту тему две статьи в престижном журнале «Сell». Первая – о перемещении по геному изучаемых генетических элементов в культуре клеток [4]. Вторая – о варьирующей локализации этих элементов на политенных хромосомах в четырех линиях дрозофилы, полученных из географически отдаленных мест [5].

На четырех линиях Рубин увидел то же, что и Ананьев на двух – межлинейную вариацию. Но Рубин, в отличие от Ананьева, не привел точной локализации элементов на цитогенетической карте, а только подсчитал общее число участков гибридизации.

Чтобы наглядно показать различия по гибридизации между родительскими линиями, он использовал прием Ананьева – скрестил две линии мушек и искал на препаратах участки с разошедшимися хромосомами. Основываясь на полученных результатах, американский генетик смело назвал свои элементы мобильными. Сегодня Рубин – бесспорный мировой лидер в области генетики дрозофилы. В 1999 г.

он вместе с К.Вентером возглавил проект «Геном дрозофилы», который был первым успешным шагом в определении последовательности ДНК генома высших организмов [6].

После 1978 г. произошел настоящий взрыв в изучении мобильных элементов генома. Их клонировали и исследовали у многих организмов. Симпозиум 1980 г. в Колд Спринг Харбор уже назывался «Мобильные генетические элементы». Там Георгиев впервые назвал свои элементы МДГ (мобильные диспергированные гены), но в литературе успели прижиться более образные имена, такие как copia и gypsy («цыган»), предложенные американскими коллегами.

В последующие годы лаборатории Георгиева и Гвоздева внесли значительный вклад в изучение Гибридизация мобильного элемента МДГ1 на политенных хромосомах дрозофилы. В месте расхождения родительских хромосом сигнал гибридизации виден в одной и отсутствует в другой хромосоме. 1976 г.

Биография современника ПРИРОДА N12 2008 67 механизмов перемещения МДГ, их структуры и роли в генетических процессах. Возглавляемый ими коллектив авторов, куда входил и Ананьев, в 1983 г. удостоили Государственной премии СССР за цикл работ «Мобильные гены животных». Это было одно из самых важных открытий советской молекулярной биологии. Однако пальма первенства осталась за Хогнессом и Рубиным, и мобильные элементы дрозофилы вошли в учебники с их именами. Тем не менее объективная хронология научного поиска, отраженная в статьях 1977-1979 гг., свидетельствует о том, что первым, кто выполнил принципиальный эксперимент и понял мобильную природу этих элементов, был Ананьев.

В 1983 г. Евгений Витальевич защитил докторскую диссертацию на тему «Молекулярная цитогенетика мобильных генетических элементов дрозофилы».

Прокофьева-Бельговская, будучи оппонентом диссертации, высоко оценила работу своего ученика, основным результатом которой стало открытие и молекулярно-цитогенетическая характеристика мобильных элементов. В этой гигантской по объему работе установлено, что распределение 12 семейств мобильных элементов на политенных хромосомах в пяти лабораторных линиях случайно и у мобильных элементов нет предпочтительных мест интеграции. Ряд фундаментальных выводов диссертации сохраняют свое значение и по сей день. Первый – мобильные элементы перемещаются с частотой ниже чем 10–4 на сайт на поколение, что типично для многих элементов. Второй – видоспецифичность мобильных элементов. Каждый вид плодовых мушек, исследованный в работе, имел свои специфичные мобильные элементы. Значит, мобильные элементы быстро меняются в ходе эволюции, что опять же оказалось общей закономерностью. Заключительный вывод диссертации гласил: «мобильные генетические элементы составляют значительную фракцию генома не только дрозофилы, но и других эукариот.

Это позволяет говорить об универсальности самого принципа построения генома эукариот, составной частью которого должны быть мобильные генетические элементы». Этот вывод тоже оказался правильным.

Кроме того, на электронно-микроскопической карте политенных хромосом, построенной вместе с другом и коллегой В.Е.Барским, с большой точностью были помещены как мобильные элементы, так и многие известные к тому времени гены.

Клонирование мобильных элементов дрозофилы было важнейшим этапом в понимании организации генетического материала высших организмов. Вопервых, оно превратило мобильные элементы из генетической абстракции в реальные фрагменты ДНК, которые можно изучать прямыми биохимическими методами. Концепция перемещающихся элементов, впервые предложенная Барбарой Мaк-Клинток в 50-х годах на основании изучения нестабильных мутаций у кукурузы, на протяжении многих лет не находила признания.

Мaк-Клинток получила Нобелевскую премию за открытие мобильных элементов только в 1983 г., после того, как мобильные элементы клонировали.

Во-вторых, изучение механизмов перемещения мобильных элементов доказало, что нитевидная молекула ДНК, из которой состоит хромосома, – это динамичная структура, способная вырезать из себя кусочки, копировать их и перемещать в новые места. Классическая хромосомная теория наследственности утверждала, что положение генов на хромосомах строго фиксировано, подобно бусинкам, нанизанным на нитку. Поэтому первичное цитологическое наблюдение, что некоторые кусочки ДНК не имеют фиксированного положения на хромосомах, казалось таким невероятным и воспринималось с трудом.

Продолжая аналогию с бусинками, можно представить, что мобильные элементы заполняют пространство между бусинками (т.е. межгенные пространства) и перемещаются между генами, в большинстве случаев не нарушая их работу. Частота их перемещений достаточно низка, чтобы сохранять целостность генома, но довольно высока, чтобы вызывать мутации, т.е. служить материалом для естественного отбора и селекции.

В третьих, мобильные элементы составляют подавляющую часть генетического материала у многих высших организмов. Гены-бусинки оказались затерянными, как песчинки, в бесконечном океане мобильных элементов. Например, геном человека на 80% состоит из мобильных элементов, и только 1.2% генома приходится на долю единичных генов-бусинок, которых у человека всего около 30 тыс. (остальные 19% занимают другие повторяющиеся последовательности). В геноме кукурузы также 80% составляют мобильные элементы, а межгенные пространства заполнены таким многообразием мобильных элементов, что они практически не совпадают при сравнении разных сортов кукурузы. Возможно, многообразие вариаций и форм кукурузы есть следствие активности мобильных элементов.

Так мобильные элементы, казавшиеся вначале частным наблюдением на политенных хромосомах дрозофилы, оказались универсальным компонентом геномов всех эукариот. Причина их вездесущности и избыточности по-прежнему остается загадкой. Определение последовательности геномов разных организмов, от примитивных древних рыб до человека, позволяет следить за историей мобильных элементов в процессе видообразования. Новые методы сравнения целых геномов начинают прояснять роль мобильных элементов как мощных факторов эволюции [7].

Биография современника 68 ПРИРОДА N12 2008 Генетические химеры и искусственные хромосомы К моменту защиты докторской диссертации Евгений Витальевич осознал необходимость создания собственной лаборатории, чтобы воплощать в жизнь свои идеи. Поиски самостоятельной работы привели его в Институт общей генетики, где директор института А.А.Созинов предложил молодому энергичному ученому возглавить лабораторию молекулярной генетики растений. Так в 1983 г. Ананьев с энтузиазмом взялся за создание лаборатории и разработку научных проектов. Пришлось расстаться с любимым объектом, дрозофилой, и заняться генетикой растений. Несомненно, работа в Институте общей генетики стала одним из самых сложных периодов в его научной деятельности: новый институт, новый научный объект, новый опыт руководства большим коллективом и ответственность за людей.

Это были годы бурного развития генной инженерии и биотехнологии. Идя в ногу со временем, Евгений Витальевич планировал работу в двух направлениях: применение методов генной инженерии для изучения генетики ячменя и поиски мобильных элементов, по его мнению, универсальных компонентов всех геномов. Молодая лаборатория делала первые успехи. Создавались библиотеки генов, велись работы по структуре запасных белков ячменя, организации рибосомных генов, предпринимались попытки разработать метод генетической трансформации ячменя. А поиски мобильных элементов увенчались открытием мобильного элемента ячменя, названного Диалект.

Вскоре началась перестройка, «железный занавес» подняли, но страна оказалась в условиях колоссальных социальных и экономических потрясений.

Жить и работать стало очень трудно. Так, летом 1991 г. вся лаборатория Ананьева сажала картошку в подсобном хозяйстве Горки Ленинские, чтобы пережить следующую зиму. Многие сотрудники лаборатории уезжали работать за границу. В начале 1990-х годов скудное финансирование привело к окончательному развалу советской фундаментальной науки. Мы же, несмотря на возраст, были полны сил и желания продолжать научную работу. Так возникло решение уехать в США. Вначале мы планировали поработать там два-три года, но уехали навсегда. Я нашла работу в Бостоне и в ноябре 1991 г. уехала с сыном, а в январе 1992 г. к нам присоединился Евгений Витальевич. Отъезд в Америку был шансом продолжить заниматься наукой, реализовать свой интеллектуальный потенциал, но Евгений Витальевич всегда оставался русским гражданином, интересовался событиями на Родине и верил в возрождение науки в России.

В Бостоне, знаменитом в первую очередь своими медицинскими учреждениями, найти работу по растительной тематике было практически невозможно.

Евгений Витальевич устроился в лабораторию, где изучали генетику многоклеточной водоросли вольвокс. Занятие это не приносило удовлетворения, и он продолжал поиски интересного научного проекта. В конце 1994 г.

в «Science» увидел объявление о проекте на удивительном объекте: гибриде овса с кукурузой.

Эту генетическую химеру получил в Университете штата Миннесота замечательный генетик Х.Райнс, опылив колосок овса пыльцой кукурузы. Редкие жизнеспособные зернышки дали начало растениям, в целом похожим на овес, но содержавшим одну кукурузную хромосому. Поскольку у кукурузы 10 хромосом, Райнс получил 10 так называемых хромосом-дополненных линий, каждая из которых несла одну кукурузную.

Оценив возможности этих линий для выделения генов из отдельных кукурузных хромосом, Ананьев сразу подал заявление на работу в этот университет. Получив приглашение, уехал в Миннесоту, где начал свой научный проект с построения библиотек генов из хромосом-дополненных линий овса.

Сначала надо было отделить гены кукурузы от генов овса.

Для решения этой задачи Евгений Витальевич использовал мобильные элементы, зная по своему опыту работы с дрозофилой, что они специфичны для каждого вида. Собрав коллекцию мобильных элементов кукурузы, он показал, что они гибридизуются только с кукурузной ДНК. Используя эти элементы как молекулярные зонды, набрал коллекцию клонов, происходящих из отдельных кукрузных хромосом.

Следующая задача, которую он решал, – характеристика специализированного участка хромосомы, центромеры. Этот важнейший структурный компонент хромосомы необходим для правильного распределения родительских хромосом между дочерними клетками в процессе деления клетки. Механизмы функционирования центромер интересовали Евгения Витальевича еще со времен его первого знакомства с человеческими хромосомами в лаборатории Прокофьевой-Бельговской. Сейчас он имел генетическую систему, позволявшую выделить центромеру из индивидуальной хромосомы кукурузы. Ананьеву удалось найти специфический мобильный элемент, который встраивался именно в центромеры. Используя его как зонд, он выделил из геномных библиотек центромерные фрагменты, происходящие из отдельной кукурузной хромосомы. Тщательно исследовав эти фрагменты, он пришел к выводу, что центромера составлена из сотен и тысяч копий короткой (156 нуклеотидных пар) повторяющейся последовательности ДНК, которую назвал CentC. Оказалось, что длинные участки таких повторов, перемежаясь с мобильными элементами, составляют основу центромеры.

Миннесотский период жизни был необычайно продуктивным для Евгений Витальевича.

Там он впервые за многие годы имел замечательные условия для работы и занимался только наукой, работая по 12 часов в сутки с огромной энергией.

За три с половиной года он опубликовал 10 научных статей.

Но работа в Университете Миннесоты была временной. Евгений Витальевич подал заявление в компанию «Пионер» в штате Айова, знаменитом своими кукурузными полями, которые в 1959 г. поразили Н.С.Хрущева. В 1998 г. Евгений Витальевич получил приглашение на должность руководителя группы по разработке методов физического картирования генома кукурузы. Проект был интересный, а возможности для ведения научной работы – огромные.

«Пионер» – старейшая селекционная компания в США, которая с 1926 г. поставляет фермерам семена высокоурожайной гибридной кукурузы. Это первоклассно организованное производство с большим научноисследовательским отделом, имеющим на вооружении все современные методы генетики и молекулярной биологии. Осенью того же года я тоже получила работу в фирме «Пионер», и наша семья воссоединилась в Aйове. Евгений Витальевич с энтузиазмом взялся за разработку методов физического картирования генома кукурузы.

Однако интенсивная работа, видимо, не прошла бесследно для здоровья. В мае 2000 г. случился инфаркт. Успешная операция обещала долгую жизнь.

С присущими ему мужеством и упорством Евгений Витальевич стал восстанавливать свое здоровье и в августе уже работал в полную силу.

Шесть лет после инфаркта были самыми плодотворными и счастливыми годами нашей жизни. Я изучала развитие кукурузы, делилась своими мыслями и наблюдениями с мужем, который серьезно заинтересовался этой проблемой. Он хотел понять, как закладываются и развиваются органы кукурузы, мечтал создать атлас ее развития, для которого начал собирать и фотографировать цитологические образцы. Качество этих фотографий и описание мельчайших деталей строения тканей были превосходны. В этом проявились его черты тонкого наблюдателя-натуралиста и прирожденного художника. Когда профессор Калифорнийского университета С.Хейк увидела фотографию кукурузного зернышка, она тут же попросила ее для публикации в руководстве по генетике кукурузы, которое должно выйти в конце 2008 г.

Однако главным делом Евгения Витальевич оставался проект по созданию искусственной хромосомы кукурузы. Этой сложной, но актуальной проблемой занимались и в университетах, и на биотехнологических фирмах Америки – кто первый сделает и запатентует искусственную хромосому. Этот вектор-носитель больших фрагментов ДНК необходимым для геномных исследований. Так, искусственные хромосомы бактерий широко применяются для клонирования и секвенировния геномов практически всех организмов. У эукариот искусственные хромосомы созданы только в культуре клеток человека, в перспективе – для генной терапии. У растений же искусственные хромосомы уже сейчас можно использовать для переноса генетического материала между видами, для создания биохимических каскадов и привнесения ценных агрономических свойств в сельскохозяйственные растения. За искусственными хромосомами растений- большое будущее.

Функциональная хромосома содержит три обязательных компонента: теломеры – защитные «колпачки» на концах хромосом, предохраняющие их от разрушения; участки начала репликации, необходимые для удвоения хромосом перед клеточным делением; центромеры, обеспечивающие равное распределение хромосом между дочерними клетками. Эти компоненты, или «строительные блоки», как их называл Евгений Витальевич, составили основу искусственной хромосомы. Если теломеры и участки начала репликации были известны и доступны, то поиск функциональной центромеры представлял трудную задачу.

Чтобы понять, как устроена функциональная центромера, без которой невозможно построение искусственной хромосомы, сотрудники лаборатории Ананьева проделали сотни экспериментов. «Из геномной библиотеки было выделено около 8 тыс. центромерных клонов.

Они были классифицированы согласно составу повторов. In situ гибридизация указывала на то, что сегменты ДНК расположены в центре прикрепления нитей веретена и являются частью кинетохора, т.е. функциональной центромеры. Второе открытие пришло неожиданно. На моем столе в течение нескольких месяцев лежали статьи по секвенированию хромосом риса. Сами авторы оказались очень добросовестными исследователями и проанализировали и сравнили все последовательности со всем чем только можно. Они указали стрелками, что блоки тандемных центромерных повторов находятся в инвертированной ориентации по отношению к друг другу. Меня как прошибло током. Вот где два хромосомных плеча встречаются друг с другом. Центр кинетохора – это центр центромеры».

Основываясь на своей догадке, Евгений Витальевич предложил элегантную модель центромеры. Классическая митотическая хромосома выглядит как буква «Х» с тонкой талией, так называемой первичной перетяжкой, от которой расходятся два хромосомных плеча. В области первичной перетяжки формируется кинетохор, к которому присоединяются нити веретена деления и тянут половинки хромосом в дочерние клетки.

Модель центромеры объясняет образование перетяжки расхождением центромерных повторов в противоположных ориентациях, что задает направление левому и правому плечу хромосомы. Пока эта новая модель не подтверждена экспериментально. Хочется надеяться, что она окажется правильной, подобно догадке Евгения Витальевич о мобильных элементах.

Стратегический план Ананьева по поиску активной центромеры и сборке искусственной хромосомы из строительных блоков завершился подлинным триумфом. В феврале 2006 г. его лаборатория, опередив всех конкурентов, получила и запатентовала первую в мире искусственную хромосому растений.

В замечательном видеоклипе, сделанном Ананьевым, хромосома возникает как бы из небытия, как звезда из космоса, и приближается к зрителю во всей своей красе. Сопровождаемый музыкой Бетховена, видеоклип создает почти мистическое ощущение, что жизнь воспроизводится человеческими руками.

В своих последних дневниках Евгений Витальевич писал: «Я рассматриваю проект по мини-хромосоме как вершину моей научной карьеры. Этот проект вызревал много лет и потребовал от меня освоения огромной литературы, а также жертв. Этот проект является конечным продуктом моего интеллекта и знаний». В своем завещании Евгений просил, чтобы «мини-хромосомы были изображены на надгробном камне».

Научная судьба Евгения Витальевича Ананьева воистину символична. Он начал свою научную деятельность с измерения длины хромосом по фотографиям с помощью обычной линейки, а закончил сборкой искусственной хромосомы из отдельных строительных блоков. Его путь отражает тот колоссальный прогресс, который проделала биология за последние 40 лет: от простых методов выделения ДНК до определения тонкой структуры генов и компьютерного анализа миллиардов единиц генетической информации, кодирующей целые геномы.

Литература 1. Georgiev G.P., Ilyin Yu.V., Ryskov A.P. et al. // Science. 1977. V.195. P.394-397.

2. Ananiev E.V., Gvozdev V.A., Ilyin Yu.V. et al. // Chromosoma. 1978. V.70. P.1-17.

3. Ilyin Yu.V., Tchurikov N.A., Ananiev E.V. et al. // Cold. Spr. Harb. Symp. Quant. Biol. 1978. V.42. P.959-969.

4. Potter S.S., Brorein W.J., Dunamuir P., Rubin G.M. // Cell. 1979. V.17. P.415-427.

5. Strobel E., Dunamuir P., Rubin G.M. // Cell. 1979. V.17. P.429-439.

6. Venter J.С. A Life Decoded. Penguin Books. 2007.

7. Pennisi E. // Science. 2007. V.317. P.894-895.

 

Hosted by uCoz