Георгий Павлович Георгиев,
которому в феврале исполнилось 90 лет, занялся биологией еще в 1950-х. Когда он
учился в институте, только-только была выявлена структура ДНК — двойная
спираль, а когда проводил первые исследования, в СССР еще процветала
лысенковщина. Он сделал несколько важнейших открытий об устройстве живого на
молекулярном уровне, взялся за разработку вакцин от рака и работает до сих пор.
Редактор ТАСС встретился с Георгием Георгиевым и записал его историю
Не-выбор науки
Науку я, в общем, не выбирал, а в
биологию попал волей обстоятельств. Я был мальчиком честолюбивым. Сначала хотел
идти в политику, но, поскольку отец умер в шарашке, а мать была в лагере (их
реабилитировали в 1954 и 1955 годах), я уже в 12 лет понял, что эта дверь
закрыта. Стал думать, где еще можно ярко реализоваться, и решил, что
единственный путь — это наука. Правда, я учился средне и не очень интересовался
школьными предметами.
Из них меня больше привлекали
физика и астрономия. Но, опять же, уже повзрослев, я понял, что туда мне
соваться нечего: в сталинское время это было безнадежно. И тогда осталась
биология, тем более мой отец очень хотел, чтобы я был биологом, поскольку сам
он работал по вооружениям. Биология была единственным возможным путем самореализации.
Хотя учился неважно, под конец
приложил усилия, чтобы получить золотую медаль и поступить в вуз без экзаменов.
В университет на биофак меня, естественно, не приняли, но в мединститут я в
1950 году поступил. Там я начал постигать уже настоящую биологию, которая потом
меня очень увлекла.
Особый интерес возник, когда на
третьем курсе я прочел две обзорные статьи Бориса Васильевича Кедровского о
нуклеиновых кислотах. Кедровский был замечательным ученым, одним из пионеров [в
этой области]. К сожалению, он не смог хорошо опубликоваться из-за начала
войны, и его работы не получили достойного признания. Позднее у него развилось
психическое заболевание, и он ушел на пенсию. Лет через пять мы с ним
познакомились и подружились. Он был оппонентом на моих обеих диссертациях.
Так я впервые узнал о нуклеиновых
кислотах и сразу решил заниматься далее исследованием их роли.
Лысенковщина
(примечание редактора)
Трофим Лысенко — агроном,
"босоногий ученый", ошибочно утверждавший, что меняющиеся из-за
внешних условий признаки передаются следующим поколениям. Пользовался
расположением Иосифа Сталина, под его покровительством устроил кампанию против
"менделевско-моргановских" генетиков, которая затормозила развитие
советской биологии и многим ученым стоила карьеры, а кому-то — свободы и жизни.
Возможно, самая известная жертва
лысенковщины — генетик и селекционер Николай Вавилов, который был осужден как
"вредитель" и "шпион". В 2022 году на русском языке вышла
его биография "Ученый, который хотел накормить весь мир и умер от
голода", написанная журналистом Питером Принглом.
По иронии, интервью с Георгием
Георгиевым записано в Институте биологии гена РАН на улице Вавилова. Названа
она в честь физика Сергея Вавилова, ставшего президентом АН СССР через два года
после смерти брата. Через дорогу стоит Институт общей генетики, которым 25 лет
руководил Лысенко и который теперь носит имя Николая Вавилова. Он расположен на
улице Губкина, геолога, который одновременно с Лысенко выискивал
"вредителей" среди коллег.
На моей судьбе лысенковщина никак
не отразилась, но я ее наблюдал. В 1948 году прошла знаменитая сессия ВАСХНИЛ
[Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук имени В.И. Ленина] по
окончательному разгрому генетики, а в 1950-х был как раз расцвет лысенковщины.
Я могу привести пример. У нас на занятии по гистологии, посвященном клеточному
ядру, преподаватель, серьезный ученый, внушал, что хромосомы — это артефакт
фиксации, а на самом деле их не существует. Конечно, и мне, и некоторым другим
студентам, да и преподавателю было ясно, что это чушь.
В сталинский период ситуация была
абсолютно безнадежная, заниматься настоящей генетикой стало практически
невозможно. Был полный блок вплоть до увольнения и даже арестов генетиков. При
Хрущеве Лысенко сначала утратил свое влияние, а потом, произведя на него
впечатление при личной встрече, снова его обрел. Но это время было намного
мягче. Никого не сажали, с работы не увольняли. Просто на ученых давили. [Это
продолжалось] где-то до конца Хрущева. А потом Лысенко был изведен к нулю, с ним
уже в столовой никто не разговаривал.
Первое важное открытие
Окончив мединститут в 1956 году,
я начал работать в лаборатории Ильи Борисовича Збарского, у которого еще
студентом вел вечерами анализ нуклеиновых кислот. После защиты мною
кандидатской диссертации Илья Борисович великодушно предоставил полную научную
самостоятельность. Я решил заниматься ядерной РНК, поскольку можно было
ожидать, что там будет что-то интересное.
Тогда уже стало ясно, что
основная часть РНК не может переносить информацию. В 1961 году американцами
была открыта информационная РНК у бактерий (ее назвали мРНК), а мы с Вероникой
Мантьевой в том же году открыли ее в ядрах животных клеток. Об американской
работе мы ничего не знали — тогда интервал между выходом статьи на Западе
и ее доступностью в России был очень большой.
Мы получили информационную РНК в
чистом виде и изучили ее свойства. Оказалось, что в ядрах образуются большие
молекулы-предшественники, которые, подвергаясь частичному разрушению,
превращаются в зрелую мРНК. Затем мРНК переносится в цитоплазму, где участвует
в синтезе белков. Это была наша первая важная работа, которая легла в основу
моей докторской и кандидатской диссертации Мантьевой. Аналогичные результаты
были получены западными учеными лишь три года спустя.
Рибонуклеопротеиды
Когда мне исполнилось тридцать,
Владимир Александрович Энгельгардт пригласил на должность заведующего
лабораторией Института молекулярной биологии. Тогда в угоду Лысенко он
назывался Институтом радиационной и физико-химической биологии, а сейчас носит
имя Энгельгардта. Это был один из лучших биологических центров, и наши
экспериментальные возможности сразу сильно выросли.
Там мы с моей замечательной
сотрудницей Ольгой Петровной Самариной и ее аспирантом Евгением Луканидиным
обнаружили, что информационная РНК в ядре входит в состав рибонуклеопротеидов —
комплексов с белками.
Самое главное, что удалось, — это
расшифровать структуру комплексов. Оказалось, что они представляют собою
длинную цепь РНК, намотанную на одинаковые глобулярные (в форме шара — прим.
ТАСС) частицы. На одну частицу приходится отрезок длиной в 700 нуклеотидов, а с
одной молекулой РНК может быть связано до нескольких десятков таких частиц.
Это был новый, ранее неизвестный
тип структурной организации. Она дает два преимущества. Во-первых, резко —
раз в 10–20 — сокращаются линейные размеры РНК. Иначе РНК вообще не поместилась
бы в ядре. Во-вторых, намотанной, она доступна для взаимодействия с ферментами,
с другими внешними факторами, поэтому может проходить все этапы трансформации в
ядре.
Интересно, что этот тип структуры
был позднее найден западными авторами и в дезоксинуклеопротеидах хромосом.
Элементы, похожие на вирусы и перемещающиеся по геному
Дальше мы стали изучать, почему в
ядрах сначала синтезируется очень длинная РНК-предшественник, а далее из нее
образуется в несколько раз более короткая зрелая мРНК. Я выдвинул гипотезу, она
оказалась неверной, но эксперименты привели к важному открытию в смежной
области. В работе участвовали Ю.В. Ильин, Н.А. Чуриков, В.А. Гвоздев и Е.В. Ананьев.
Было известно, что в геноме
существуют отрезки длиной от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидных
пар, которые рассеяны по всему геному и повторяются. Их природа оставалась
неясной: считалось, что они не кодируют белки. Мы обнаружили, что эти повторы
транскрибируются, на их матрице синтезируется мРНК, т.е. они являются генами.
Далее неожиданно оказалось, что у
этих странных генов нет постоянной локализации: у двух особей плодовой мушки
многие копии повторов находились в разных местах хромосом. Отсюда вытекло, что
это мобильные элементы генома.
Еще в 40-х годах американка
Барбара Макклинток обнаружила "прыгающие гены" у кукурузы. Такие гены
были редким исключением из правил, и эта работа не была адекватно оценена в то
время. Теперь мы открыли мобильные элементы у животных, причем оказалось, что
геном ими набит: они составляют от 10 до 20%.
Дальше мы исследовали структуру
индивидуальных мобильных элементов и обнаружили, что они устроены так же, как
копии ретровирусов, внедрившихся в геном. Они, в частности, кодируют фермент,
который необходим как для перемещения мобильных элементов, так и для
размножения ретровирусов. Все этапы образования новой копии мобильного элемента
продемонстрировал уже в своей лаборатории мой ученик, ныне академик Ю.В. Ильин.
Наконец, мы с А.П. Рысковым и
Д.А. Крамеровым обнаружили короткие мобильные элементы. Если вышеописанные
элементы состоят из нескольких тысяч нуклеотидных пар, то короткие — всего
из нескольких сотен. Зато они представлены сотнями тысяч копий на геном.
Мы обнаружили их у мышей, а на Западе нашли у человека. Эти элементы тоже
переносятся на новые места.
Роль мобильных генетических элементов
Есть точка зрения, что мобильные
генетические элементы — это эгоистическая ДНК, которая размножается в геноме.
Например, после инфицирования ретровирус утратил способность образовывать новые
частицы и разрушать клетки, а способность внедряться в новые места генома
сохранил. Кстати, в ядре имеются механизмы уничтожения избыточных копий
мобильных элементов, так что наступает своего рода равновесие. Геном животных
"выдерживает" присутствие около 20% чужеродной ДНК.
Я в общем согласен с этой точкой
зрения, но хотел бы отметить два момента. Во-первых, иногда мобильный элемент
встраивается в обычный ген и существенно меняет его структуру — фактически
создается новый ген. Во-вторых, оказываясь рядом с геном, мобильный элемент
может его активировать или инактивировать.
Таким образом, перемещения
мобильных элементов являются мощным стимулятором мутагенеза и тем самым
ускорителем эволюции, хотя, конечно, требуется проверка, насколько она
ускоряется. Интересно, что в раковых клетках происходит сильная активация
синтеза РНК на матрице мобильных элементов — как длинных, так и коротких.
Вероятно, это ведет к активации мутагенеза в клетках опухолей.
Вакцина от рака
С 90-х годов после организации
мною Института биологии гена РАН и по настоящее время мои интересы
сосредоточились на молекулярной онкологии. Еще раньше мой сотрудник Е.М.
Луканидин выявил ген, который очень важен для метастазирования опухоли. Он с
этим геном потом уехал в Данию, и у нас с ним продолжались совместные
исследования.
Позднее мы с С.С. Лариным и С.Л.
Киселевым нашли новый ген, который обладает защитным противоопухолевым
действием. Он был обозначен как tag7. Совместно с Л.П. Сащенко были детально
изучены молекулярные механизмы подавления роста опухоли белком Tag7, продуктом
данного гена.
Мы сделали вакцину на основе
опухолевых клеток, которая обеспечивала активную продукцию этого белка. В
опытах на животных показана высокая эффективность и безопасность вакцины. С
2002 года начались ее клинические испытания на безнадежных пациентах с
меланомой или раком почек в Онкологическом институте им. Петрова в Питере. У
15% больных через 5–15 лет и в момент утраты с ними контакта прогрессии опухоли
не было.
Дальнейшие испытания были
запрещены Минздравом в связи с принятием в 2007 году американских правил
проведения испытаний. По ним производство вакцин и доклинические испытания
(исследования, проводимые перед тем, как давать препарат людям — прим.
ТАСС) должны проводиться в специальных учреждениях, а мы вели их в лаборатории.
При этом ясно, что "доклиника" перекрывается "клиникой",
где были показаны безвредность и перспективность вакцины.
Дальнейшие разработки
Нас не удовлетворяло, что
эффективность вакцины была недостаточно высокий, а сама она довольно сложная в
производстве: берутся клетки опухоли, из них получают культуру, затем в геном
надо ввести конструкцию, обеспечивающую синтез белка Tag7, инактивировать
клетки и ввести их тому же больному.
Мы стали искать, как улучшить
технологию. Один из разработанных вариантов при работе с особо злокачественными
опухолями мышей дал излечение в 90% случаев. Сейчас надо было бы пускать эту
модификацию на испытания. Если она или другие планируемые варианты успешно
пройдут клинические испытания, то следующий этап — приготовление аллогенной
вакцины, то есть вакцины, которая была получена из одной опухоли, а применялась
бы для лечения разных больных.
Нужно выделить такие клетки,
скажем меланомы, которые несут максимальное число маркеров. Если каких-то не
хватает, то внести соответствующие гены, чтобы был полный букет. Далее
необходимо редактирование генома клеток, чтобы предотвратить их быстрое
отторжение организмом. Это большая работа, и ее можно начинать при уверенности,
что технология пойдет в практику медицины.
Американцы и китайцы
интересовались. Американцы хотели нас финансировать, чтобы мы все делали сами,
на наших больных, а мы сегодня вести испытания у себя не имеем права. Мы им
предложили провести испытания в США при участии нашего сотрудника. Возникли
сложности с разделением прав, и американцы отпали. Китайцы все хотят делать у
себя, но у нас есть требования о правах, чтобы они были за обеими сторонами.
Китайцы думают, а мы ждем разрешения Минздрава. Словом, все если и движется, то
очень медленно.
Есть целая серия многообещающих
методов, основанных на иммунотерапии. Что будет на выходе, нельзя предсказать.
Но можно рассчитывать, что иммунотерапия — реальный путь в борьбе по крайней
мере с рядом онкологических заболеваний.
Госфонд для клинических исследований
Сейчас я веду политическую игру —
пытаюсь добиться создания государственного фонда внедрения биомедицины, чтобы
этот фонд делал только одно: организовывал и финансировал производство и испытания
перспективных инновационных препаратов и технологий. Сейчас это все должен
делать разработчик, что в большинстве случаев нереально.
Идея такая. Сначала фонд
отсеивает предложения. Мы, институт и автор, передаем все интеллектуальные
права, а фонд обязуется выплатить вознаграждение в случае успешного внедрения,
а если результат испытаний отрицательный, договор аннулируется. Далее фонд либо
сам организует производство, либо продает права фирме. Вскоре фонд перестанет
зависеть от государственного финансирования и сам сможет приносить государству
доход. Сейчас ряд организаций заинтересовались идеей, так что надеюсь на ее
реализацию.
Генетика и молекулярная биология в медицине будущего
Сейчас секвенирование генома
стало простым. Для генома человека, а это около 3 млрд пар оснований, оно стоит
порядка $10 тыс. В мои годы было счастьем определить последовательность из
нескольких сотен нуклеотидов. Обычно ученые это уже не делают, а отдают фирме и
получают результат.
Расшифрованы тысячи геномов
человека, так что сложнее обстоит дело с их информационной обработкой. Тем не
менее биоинформатика развивается. По-видимому, со временем это даст полную
картину болезней, которые связаны с генами, так что и у медицины перспективы
большие. Я не специалист в информатике, но впечатление такое, что прогресс
будет, хотя, может, не столь быстрый, как мы предсказываем. Многое в медицине
не зависит от генетики.
Генное редактирование рано или
поздно наладится. Сейчас до этого еще довольно далеко. Легко редактировать
геном дрозофилы, а даже с мышью это не так просто. Ну а с человеком
возникают и этические вопросы. Например, надо провести границу между
нарушениями генов, которые действительно влекут за собой тяжелые заболевания, и
просто изменениями — роста, цвета кожи, — которые патологиями не являются.
Проблем тут много. Готовых решений нет.