CC BY
94
ИЗ ИСТОРИИ КАФЕДРЫ ГЕНЕТИКИ И СЕЛЕКЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
УДК 575
С. Г. Инге-Вечтомов
ПЕРВАЯ КАФЕДРА ГЕНЕТИКИ В РОССИИ (1919-2009)*
Исторический фон
Генетика пришла в Россию поздно. Это само по себе удивительно, поскольку именно в Санкт-Петербурге, на Аптекарском огороде (ныне — Ботанический сад РАН), работал первый официально признанный предшественник Г. Менделя — Й. Г. Кёльрейтер. Здесь он опубликовал работу «О выведении новаго табаку» (1774) в Трудах Вольного экономического общества. В ней он описал явление гетерозиса и одинаковый результат реципрокных скрещиваний. В 1885 г. И. Ф. Шмальгаузен в своей магистерской диссертации о растительных гибридах цитировал работу Менделя «Опыты над растительными гибридами» и высоко оценил ее (см. [2]). В 1899 г. С. И. Коржинский предвосхитил мутационную теорию Г. Де Фриза (1901) в своей теории гетерогенезиса [16]. Эти события никак не отразились на развитии отечественной биологии, не подготовили ее к переоткрытию законов Менделя.
Генетика пришла в Россию непосредственно перед первой мировой войной. В 1913 г. появились первые переводы книг А. Вейсмана, Э. Баура, Р. Гольдшмидта. В том же году доцент Ю. А. Филипченко начал читать в Петербургском университете первый в стране курс генетики: «Эволюция и наследственность». В 1914 г. московский профессор зоотехнии Е. А. Богданов опубликовал капитальный труд «Менделизм, или теория скрещивания» [1]. Таким образом, реальный старт генетики в России пришелся на период, когда в США Т. Х. Морган и его школа уже обосновали хромосомную теорию наследственности, за что впоследствии Морган был удостоен Нобелевской премии (1933) [20].
Кафедра генетики и экспериментальной зоологии Петроградского университета была основана в 1919 г. профессором Ю. А. Филипченко на базе организованной им же в 1915 г. одноименной лаборатории в составе естественно-научного отделения физико-математического факультета. Мы неоднократно обращались к истории кафедры [5, 8, 12] и вкладу Ю. А. Филипченко в развитие отечественной генетики — его научной, преподавательской и научно-организационной работе [9]. Два издания выдержала книга о Ю. А. Филипченко, написанная Н. Н. Медведевым — одним из первых студентов кафедры, другом Г. Дж. Мёллера, работавшего на кафедре в 1933-1937 гг. Первое издание вышло в 1978 г. при жизни автора [18]. Второе издание подготовил в 2006 г. сын Николая Николаевича — Герман Николаевич Медведев. Оно содержит
* Работа поддержана грантом по программе «Ведущие научные школы России» —МШ-197.2008.4.
© С. Г. Инге-Вечтомов, 2009
дополнительный материал, рассказывающий об истории первого издания и трудностях, которые пришлось преодолеть его автору при подготовке рукописи к печати [19].
Мы не будем повторять историю кафедры, изложенную в указанных источниках. Отметим только, что первые шаги первая кафедра генетики в России делала в контексте мировой науки, чему способствовали тесные контакты между ведущими учеными-генетиками того времени. Это был круг классиков: Т. Х. Морган, Ю. А. Филипченко, Н. И. Вавилов, У. Бэтсон, Г. А. Левитский и др. Вслед за ними шли более молодые, часто их ученики и сотрудники, ныне — тоже классики мирового уровня: Г. Д. Карпеченко, Ф. Г. Добржанский, Н.В. Тимофеев-Ресовский, И. А. Рапопорт, М.Е. Лобашев и др. [4, 5, 8, 9, 12 , 18, 19, 21].
Здесь мы остановимся преимущественно на последнем периоде истории кафедры генетики и селекции, как она стала называться после 1948 г., объединив в своем составе две кафедры: кафедру генетики и экспериментальной зоологии (генетики животных) и кафедру генетики растений, работавшую в университете с 1932 г. под руководством Г. Д. Карпеченко [22], вплоть до его ареста и последующего расстрела (1941). Остановимся также на некоторых событиях теперь уже далекого прошлого, определивших некоторые тенденции в современной истории кафедры.
Учебно-научный комплекс кафедры генетики и селекции
События последних 15 лет на кафедре были предопределены предыдущей ее историей с неизбежными поправками на изменения в «окружающей среде»: в масштабах биолого-почвенного факультета, всего Санкт-Петербургского университета, и страны в целом. Кафедра развивала традиции учебно-научного комплекса, в котором в настоящее время преподавательская работа ведется в неразрывной связи с исследовательской работой в рамках общей проблемы «Генетические и эпигенетические механизмы наследственности и изменчивости». Оформление некоторой объединяющей проблемы традиционно для кафедры (см. [12]). Это необходимо, поскольку разнообразие объектов — растения, животные, микроорганизмы, а в последние годы — и человек (магистерская программа оформлена в 2006 г.), равно как и дифференцировка методов современной генетики способствуют дифференцировке интересов и конкретных задач исследователей, а также таят опасность «зауживания» в подготовке специалистов.
Широкая формулировка проблемы позволяет противостоять центробежным тенденциям, связанным с указанными обстоятельствами и сохранять основу взаимопонимания между разными специалистами-генетиками, а также акцентирует представления о генетике как об одной из важнейших общебиологических дисциплин. Напомним, что с 1996 г. кафедра генетики и селекции вместе со всем факультетом перешла на двухуровневую систему подготовки специалистов (бакалавр—магистр), когда введение многочисленных магистерских программ поначалу также способствовало неоправданному дроблению специализаций в подготовке студентов. Последнее обстоятельство удалось преодолеть, введя некоторые общие курсы для всех магистрантов, предлагаемые различными магистерскими программами (см., напр. [17]).
При этом были сохранены и три специализации в соответствии с основными группами объектов: генетика растений, до 2008 г. руководила проф. Л. А. Лутова; а с 2008 г. — доц. И. С. Бузовкина; генетика животных, руководитель — доц. С. В. Мыльников; генетика микроорганизмов, руководитель — проф. Л. Н. Миронова. Сохранение специализаций необходимо для предварительной ориентации студентов бакалавриата, распределяемых по кафедрам на IV курсе. Дальнейшее обучение в магистратуре ве-
дется по следующим пяти программам (в скобках указаны руководители программ):
1) генетический контроль матричных процессов (акад. РАН, проф. С. Г. Инге-Вечто-мов, проф. Л. Н. Миронова);
2) экологическая генетика (акад. РАСХН, проф. И. А. Тихонович, доц. Л. В. Барабанова);
3) генетика человека (чл.-кор. РАМН, проф. В. С. Баранов, доц. Л. А. Мамон);
4) генетика развития (проф. Л. А. Лутова, доц. Л. А. Мамон);
5) цитогенетика (проф. А. Ф. Смирнов, доц. Е. И. Михайлова).
Ежегодно на кафедру поступают в среднем 15 студентов бакалавриата. Приблизительно две трети из них продолжает дальнейшее обучение в магистратуре. Кроме того, каждый год на кафедру поступает около пяти человек в аспирантуру и 1-2 в докторантуру.
Дальнейшему формированию организационной структуры кафедры, составлявшей единое целое с отделом генетики с момента его оформления (1975) в составе Биологического научно-исследовательского института ЛГУ, способствовал ряд событий последнего 15-летнего периода: получение грантов в системе конкурса Ведущих научных школ страны (с 1996 г.), а также успешное участие в конкурсе на организацию Научнообразовательных центров (НОЦ) в системе CRDF (Civilian Research and Development Foundation) — Министерство образования и науки РФ (Минвуз РФ). В данном конкурсе в 2001 г. был выигран грант ($1 млн на три года). Благодаря этому организован НОЦ СПбГУ «Молекулярно-биологические основы здоровья человека и окружающей среды Северо-Запада РФ». Директор НОЦ — С. Г. Инге-Вечтомов, заместитель директора по научной работе — Л. А. Лутова, координатор — Л. Н. Миронова. В НОЦ была осуществлена одноименная магистерская программа, в рамках которой подготовлено 14 магистров. В 2004 г. руководство программы CRDF-Минобр РФ приняло решение о продлении финансирования еще на два года 2005-2006. Деньги были не столь впечатляющими, но, тем не менее, существенными.
Научно-организационная работа
В тот же период кафедра была вовлечена в целый ряд событий, существенных в масштабах университета и страны. С 1998 г. она проводит Всероссийские школы по экологической генетике для молодых специалистов. В 2007 г. прошла уже четвертая школа. Она была посвящена 125-летию Ю. А. Филипченко. Школы проводятся с периодичностью в 2-3 года. Неизменный директор школ — доц. кафедры Л. В. Барабанова. В 2003 г. основан журнал «Экологическая генетика» (главный редактор С. Г. Инге-Вечтомов), который стал регулярно выходить (по 4 выпуска в год) с 2004 г. С 2007 г. «Экологическая генетика» вошла в список изданий, публикации в которых учитывают при защите докторских и кандидатских диссертаций («Список ВАК»).
В ноябре 2007 г. кафедра провела Международную школу-семинар «Системный контроль генетических процессов», посвященную 100-летию М. Е. Лобашева, с именем которого связано восстановление генетики не только в Ленинградском университете, но и в масштабах всего Советского Союза, что и отразила научная и историческая тематика этой школы. Школа прошла в СПбГУ и в Институте физиологии им. И. П. Павлова РАН в Колтушах, где М. Е. Лобашев работал в 1948-1957 гг., вплоть до его возвращения в ЛГУ в качестве заведующего кафедрой генетики и селекции [10, 11, 17].
Существенную роль сыграла кафедра и в укреплении позиций Общества генетиков и селекционеров после распада СССР. До 1992 г. в СССР было Всесоюзное общество
генетиков и селекционеров (ВОГиС) им. Н. И. Вавилова, в состав которого входили одноименные республиканские общества. При этом не было отдельного Российского общества генетиков и селекционеров. В результате, после распада СССР возникла необходимость в организации этого общества в России. В 1992 г. в Санкт-Петербурге на базе С.-Петербургского научного центра РАН прошла учредительная конференция общества, которое по предложению проф. Б.Ф.Чадова (Институт цитологии и генетики СО РАН) было названо: Вавиловское общество генетиков и селекционеров (вновь — ВОГиС). В организации этой конференции, так же как и в организации I съезда нового ВОГиС в Саратове (1994), не говоря уже о проведении II съезда ВОГиС в Санкт-Петербурге (2000), кафедра приняла активное участие. С 1992 по 2004 г., когда в Москве прошел III съезд ВОГиС, президентом этого общества трижды (1992, 1994, 2000) избирали заведующего кафедрой генетики и селекции С. Г. Инге-Вечтомова (чл.-кор. АН СССР с 1987 г., академик РАН с 2003 г.), который в настоящее время выполняет обязанности председателя Совета по генетике и селекции РАН.
Все эти события способствовали сплочению коллектива кафедры в сложные годы перестройки и последовавшие годы пренебрежительного отношения к науке в государственном масштабе. Серьезным испытанием коллектива на прочность стала авария отопительной системы в здании кафедры в канун 2003 г. Здание было полностью выведено из строя, и потребовался его капитальный ремонт, который был осуществлен только благодаря вниманию ректора СПбГУ проф. Л. А. Вербицкой и декана биолого-поч-венного факультета проф. И. А. Горлинского. В течение 2003 г. кафедра практически «бомжевала», частично перебравшись в Корпус молекулярной генетики и молекулярной биологии в Старом Петергофе, где располагался отдел генетики БиНИИ, частично разместившись в помещениях, любезно предоставленных кафедрой ботаники (зав. — проф. А. А. Паутов) и Ботаническим садом СПбГУ (директор — проф. В. Н. Никитина), а также в других местах. Мы испытываем чувство глубокой благодарности к нашим коллегам, которые пришли на помощь в этот трудный период. В огромной мере благодаря их заботе кафедра не прервала учебный процесс и с честью вышла из непростой ситуации.
Сотрудники кафедры постоянно выполняют работы в различных системах грантов. Только за последние пять лет выполнено более 30 работ при поддержке РФФИ, 5 — по программе CRDF-Минобр РФ, 3 — в рамках двух программ Президиума РАН. Кафедра трижды выиграла гранты по программе «Ведущие научные школы РФ», выполнены 5 работ по Госконтрактам, 5 работ по грантам NWO-РФФИ, Fogarty и INTAS, а также выполняла работы по отечественным и международным грантам совместно с зарубежными партнерами и получала гранты на поездки для участия в международных и отечественных конференциях.
В рамках программы NWO (Голландия)—РФФИ кафедра совместно с Всероссийским институтом сельско-хозяйственной микробиологии РАСХН на период 2006-2010 гг. получила единственный в России грант, целью которого являлась подготовка специалистов по экологической генетике растений на базе ведущих лабораторий России и Голландии, развивающих это направление.
Признание научной и учебной работы кафедры нашло отражение в присуждении Премии Правительства РФ (1998) за серию учебников для ВУЗов: С. Г. Инге-Вечто-мов «Генетика с основами селекции» (1989), В. Г. Смирнов «Цитогенетика» (1991), Л. З.Кайданов «Генетика популяций» (1996). В 1999 г. С. Г. Инге-Вечтомов удостоен звания Заслуженный деятель науки РФ, в 2002 г. избран иностранным членом АН Литвы. В 2005 г. он награжден медалью «Биосфера и человечество», посвященной
памяти Н. В. Тимофеева-Ресовского за разработку фундаментальных проблем молекулярной и общей генетики. Двое профессоров кафедры — Л. Н. Миронова и Л. А. Лутова удостоены звания «Почетный работник высшего профессионального образования».
Организация С.-Петербургского филиала Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН
Современному организационному оформлению структуры кафедры фактически как научно-образовательного центра Северо-Запада РФ, объединившего усилия не только Высшей школы (Минвуз РФ), но и трех государственных академий: Россельхозакаде-мии, Российской Академии медицинских наук и «Большой» Академии (РАН) в области генетики и селекции, способствовала организация С.-Петербургского филиала Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН в 2005 г. Это событие имело глубокие исторические корни, о чем следует рассказать более подробно.
Все началось 14 февраля 1921 г. с доклада проф. Петроградского университета Юрия Александровича Филипченко на заседании Совета КЕПС (Комитета по естественным производительным силам России). В своем докладе Ю. А. Филипченко обосновывал необходимость организации «Бюро по евгенике» в Петрограде. Совет решил «организовать при КЕПСе Бюро по евгенике и поручить правлению разработать вопрос о вызываемых этим расходах» (цит. по: [13]). У присутствующих слово «евгеника», очевидно, вызвало смешанные чувства. В частности, в протоколе заседания записали в соответствии с замечанием ботаника И. П. Бородина, что желательно расширение тематики в плане изучения наследственности в живой природе вообще, а не только наследственности человека. При этом в качестве примера была сделана ссылка на работы Н. И. Вавилова. В итоге решили организовать генетическое учреждение и рекомендовали не концентрироваться только на генетике человека, которая тогда ассоциировалась исключительно с евгеникой. Следует сказать, что дальнейшее развитие «Бюро по евгенике» пошло именно по пути расширения тематики в сторону общей генетики.
После вышеупомянутого заседания Совета КЕПС Ю. А. Филипченко докладывает на заседании правления КЕПС уже как заведующий «Бюро по евгенике» и просит аванс в 100 000 р. на организационные расходы. В штат КЕПС Ю. А. Филипченко был зачислен 2 апреля 1921 г. Поначалу он один числился в Бюро, которое размещалось в его же квартире, но вскоре была выделена комната в здании КЕПС, а в 1927 г. — еще две комнаты там же. Только 24 сентября 1921 г. в штате Бюро появились научные сотрудники второго разряда: Т. К. Лепин и Я. Я. Лус, в то время сотрудники кафедры генетики и экспериментальной зоологии Петроградского университета. О сложностях в жизни Бюро, связанных с сокращением штатов КЕПС при его вхождении в состав АН, материальных трудностях и прочем можно рассказывать отдельно (см. [13]).
С 1 декабря 1925 г. в Бюро зачисляют Ф.Г. Добржанского, в то время также сотрудника кафедры Ю. А. Филипченко. (В дальнейшем Добржанский — крупнейший генетик-эволюционист, один из создателей современной синтетической теории эволюции, это, правда, касается уже американского периода его жизни [14].) В 1927 г. с отъездом Добржанского в командировку в США, в лабораторию Моргана на его место зачислили А. И. Зуйтина, а затем в 1930 г. Ю. Я. Керкиса — выпускника кафедры. Так были обеспечены штаты (4 человека) вплоть до 1930 г., т. е. до кончины Ю. А. Филипченко (19 мая 1930 г.). После смерти Ю. А. Филипченко Бюро (а затем и лабораторию) возглавил Т. К. Лепин. Всю работу Бюро вело при участии внештатных сотрудников: служащих, аспирантов и студентов кафедры генетики Университета.
За время, прошедшее с начала организации Бюро, оно было несколько раз переименовано: первый раз — в 1925 г., и стало называться «Бюро по генетике и евгенике», второй раз — в 1929 г. — «Бюро по генетике». Третий раз — в 1930 г. (уже после смерти Ю. А. Филипченко) оно было выделено как самостоятельное учреждение в связи с реорганизацией АН СССР и получило название «Лаборатория генетики АН СССР».
Уже в 1922 г. Бюро начинает издавать «Известия Бюро по евгенике». Эти труды издавались и далее вплоть до организации Лаборатории генетики АН СССР, меняя свое название соответственно изменениям в наименовании Бюро. В трудах публиковали свои результаты не только отечественные генетики, но и их зарубежные коллеги. Здесь, в частности, была опубликована и известная статья Ю. А. Филипченко «Интеллигенция и таланты» [23].
С 1925 г. теперь уже «Бюро по генетике и евгенике» все большее внимание уделяет генетике животных, например, изучению мелкого и крупного рогатого скота и их диких сородичей. В 1926 г. была организована первая, а в 1927 г. — вторая животноводческие («животноводственные») экспедиции в Казахстан. Начальником обоих отрядов был Ф. Г. Добржанский. В 1928 г. — экспедиция в Киргизию (начальник отряда — Я.Я.Лус); 1929 и 1930 гг.—экспедиции в Туркмению (начальник отряда: 1929 г.— Я.Я.Лус, 1930 г. — Н. Н. Колесник); 1931 г.—в Монголию (Лус); 1932 г.—в Киргизию (Колесник); 1935 г. —на Северный Кавказ, генетический отряд (Лус) обследовал овец в Дагестане. В последних экспедициях принимал участие М. Е. Лобашев (студент, затем аспирант кафедры генетики) — будущий заведующий кафедрой генетики и селекции ЛГУ (1956-1971 гг.), с именем которого связано возрождение и развитие генетики (не только ленинградской) в послелысенковский период. Подробнее о М. Е. Лобашеве можно прочитать в книге, написанной его учениками и сотрудниками в 1978 г. «М. Е. Лобашев и проблемы современной генетики», а также в статьях, посвященных 90-летию и 100-летию М.Е. Лобашева [10, 11, 17].
В этих экспедициях, в частности, готовился материал для создания перспективной породы овец — (казахский) архаро-меринос — единственной породы, полученной путем межвидовой гибридизации. Проводили также исследования породного состава животных и оценивали перспективность дальнейшей селекционной работы. Подробнейшие отчеты об экспедициях были опубликованы в «Трудах Бюро по генетике».
В 1930 г. Лабораторию генетики АН СССР возглавил Н. И. Вавилов, а в 1933 г. лаборатория была преобразована в Институт генетики АН СССР, который переехал в Москву в 1934 г. Вавилов оставался директором Института генетики в Москве, руководя одновременно ВИРом в Ленинграде до 1940 г., когда его арестовали.
С 1940 по 1965 г. директором Института генетики АН СССР был Лысенко, успешно способствовавший разрушению производительных сил России в области сельского хозяйства. Институт генетики АН СССР формально закончил свое существование в 1965 г., когда он был упразднен. В 1966 г. на его базе и на базе лаборатории радиобиологии (тогда в составе Института биофизики), возглавляемой академиком Н. П. Дубининым, был организован Институт общей генетики им. Н. И. Вавилова АН СССР (ИОГен РАН).
Первым директором вышеназванного института (1966-1981) стал Н. П. Дубинин. Это событие — организация головного генетического института в системе АН СССР символизировало возрождение генетики в стране. Директорами ИОГен РАН в дальнейшем были выдающиеся ученые: академик ВАСХНИЛ А. А. Созинов (1981-1988), академик РАН С. В. Шестаков (1988-1991). С 1992 по 2006 г. институт возглавлял академик РАН Ю. П. Алтухов. После его кончины директором стал профессор (ныне —
чл.-кор. РАН) Н. К. Янковский, выпускник (1971) кафедры генетики и селекции Ленинградского университета.
С переездом Института генетики АН в Москву в 1934 г. в Ленинграде не осталось генетического учреждения в системе Академии Наук. Современники помнят, что едва ли не главной мечтой М. Е. Лобашева, вплоть до его кончины в 1971 г., была организация института генетики в Ленинградском университете. Этим намерениям не суждено было осуществиться при жизни Михаила Ефимовича, но они остались с нами как своего рода завещание Учителя. Попытки организовать Институт всецело в рамках ЛГУ не встретили понимания на родном биолого-почвенном факультете университета, даже после завершения строительства (1986) в Старом Петергофе Корпуса молекулярной генетики и молекулярной биологии ЛГУ (см. [6]) в соответствии с постановлением «Партии и Правительства» «О развитии молекулярной биологии и молекулярной генетики... » 1974 г.
Гораздо большее понимание проблемы проявили ректор нашего Университета академик АПН Л. А. Вербицкая и академик РАН Ю. П. Алтухов, тогда — директор ИОГен РАН. Последний с готовностью принял идею создания в СПбГУ филиала возглавляемого им института. Не останавливаясь на трудностях «топтания коридоров власти», отметим, что общими усилиями и при поддержке со стороны кафедры генетики МГУ в лице ее заведующего — академика РАН С. В. Шестакова, вице-президента РАН Г. А. Месяца и президента РАН Ю. С. Осипова проблему удалось решить. В 2004 г. идея была одобрена на заседании Ученого совета ИОГен РАН и оформлена соглашением между ректором СПбГУ Л. А. Вербицкой и директором ИОГен Ю. П. Алтуховым и, наконец, решением Президиума РАН.
Таким образом, в нашем городе вновь появилось генетическое подразделение Академии наук численностью в 12 штатных единиц, и кафедра завершила формирование вышеотмеченной научно-образовательной структуры (НОЦ). За основу приняли структуру НОЦ, организованного по гранту CRDF-Минвуза РФ. В 2007 г. в состав кафедры вернулась лаборатория биохимической генетики, организованная в 1974 г., а с 1986 г. числившаяся при дирекции БиНИИ.
Научно-образовательный центр кафедры генетики и селекции
Сегодня (2008) структура Научно-образовательного центра выглядит следующим образом (в скобках указаны руководители подразделений):
1) кафедра генетики и селекции (акад. РАН, проф. С. Г. Инге-Вечтомов) и лаборатории:
• генетики растений (д-р. биол. наук А. В. Войлоков);
• генной и клеточной инженерии растений (проф. Л. А. Лутова);
• генетики животных (проф. А. Ф. Смирнов);
• физиологической генетики (акад. РАН, проф. С. Г. Инге-Вечтомов);
• биохимической генетики (канд. биол. наук М. Н. Смирнов);
2) отдел растительно-микробных взаимодействий Всероссийского института сельскохозяйственной микробиологии Российской академии сельско-хозяйственных наук (директор института и зав. отелом — акад. РАСХН, проф. И. А. Тихонович);
3) лаборатория пренатальной диагностики Института акушерства и гинекологии Российской академии медицинских наук (зав. лабораторией — чл.-кор. РАМН, проф. В. С. Баранов);
4) С.-Петербургский филиал Института общей генетики им. Н. И. Вавилова РАН (директор филиала — акад. РАН, проф. С. Г. Инге-Вечтомов) и лаборатории:
• генетики и биотехнологии растений (д-р биол. наук А. В. Войлоков);
• генетического моделирования болезней человека (канд. биол. наук А. П. Галкин).
Несколько слов о науке на кафедре
В своих лабораториях кафедра ведет работу по ряду направлений, объединяемых упомянутой проблемой «Генетические и эпигенетические механизмы наследственности и изменчивости». В качестве теоретического обобщения в рамках этой проблемы сформулировано представление о матричных процессах II рода [7], рассматривающее конформационные (пространственные) матрицы — белки, воспроизводящие свою измененную укладку в пространстве (инфекционные и неинфекционные амилоиды) без изменения первичной структуры полипептидов. Образование таких белковых структур лежит в основе ряда нейродегенеративных заболеваний человека и животных, а также некоторых адаптивных реакций на клеточном уровне (например, образования так называемых стрессовых гранул в цитоплазме клеток млекопитающих). Матричные процессы II рода работают в клетке наряду и во взаимодействии с матричными процессами
I рода (репликацией, транскрипцией, трансляцией), которые описывает Центральная догма молекулярной биологии Ф. Крика.
Представления о двух типах матричных процессов позволяют рассматривать с единых позиций как генетические процессы: репликацию, транскрипцию, трансляцию, а также мутационный процесс и рекомбинацию, связанные с матрицами I рода, так и эпигенетические процессы: модификацию оснований ДНК, гистонов хроматина и пространственной структуры нуклеиновых кислот и белков, связанные с матрицами I и
II рода.
По необходимости кратко охарактеризуем исследования лабораторий кафедры. Лаборатория биохимической генетики ведет работы по сравнительной генетике координированной регуляции основных метаболических путей в норме и при клеточном стрессе у двух видов дрожжей: Saccharomyces cerevisiae в основном как модельного объекта и Pichia pastoris как объекта, имеющего практическое значение. В качестве стрессора рассматривается синтез гетерологичных белков у некоторых продуцентов биологически-активных соединений, в частности продуцентов а-интерферона человека. Тематика служит отличным примером единства теории и прикладных задач. Создан ряд продуцентов, на которые получены патенты. В рамках этой тематики защищены две докторские диссертации доцентами кафедры: М. В. Падкиной (2006) и Е. В. Самбук (2007).
В лаборатории генетики животных доц. Л. А. Мамон и ее группой разработана модель эукариотической генетической системы (ген sbr D.melanogaster), тканеспецифично регулируемой дифференциальным сплайсингом, и с широкими плейотропными эффектами: от транспорта мРНК до расхождении хромосом в мейозе. В ближайшее время Л. А. Мамон защитит на эту тему докторскую диссертацию.
Закончивший докторантуру А. П. Галкин исследует амилоиды (и прионы) млекопитающих в дрожжах, используя возможности их фенотипического проявления у этого объекта. В перспективе работа направлена на разработку тест-системы для поиска лекарственных антиамилоидных препаратов. В этой работе сделано «неожиданное» открытие (в аспирантской работе А. А. Рубеля) — регуляторные функции шапе-рона Hsp104 на посттранскрипционном уровне у дрожжей.
Продолжает исследования генетических эффектов феромонального стресса у мышей доц. Е. В. Даев со своей группой (защитил докторскую диссертацию в 2006 г.).
В этой же лаборатории проф. А. Ф. Смирнов разрабатывает направление, которое можно назвать «Компартментализация генетических процессов» на хромосомном (или ядерном) уровне — изучение взаимодействия гистонов, белков когезии и рекомбинации с хромосомной ДНК у Б. melanogaster в разных режимах существования клетки.
Это направление («Компартментализация генетических процессов») представлено и в лаборатории генетики растений, а именно в исследовании генетического контроля поведения хромосом и белков в мейозе у ржи (С. П. Соснихина, Е. И. Михайлова), в частности, ортолога И^51 дрожжей (или ИеоА бактерий)—основного белка рекомбинации. Используются современные иммунологические и цитохимические методы. В этой же лаборатории А. В. Войлоков разработал селекционно-генетическую схему картирования генов ржи, основанную на использовании молекулярных «сигналей» («сигнали»—термин А. С. Серебровского). Это направление имеет большое методологическое и селекционно-практическое значение, поскольку позволяет использовать в генетическом анализе молекулярные маркеры, равномерно распределенные по всему геному ржи (в 2008 г. защищена докторская диссертация). Интересна также работа Н. Д. Тихенко (еще один бывший докторант завершает работу над докторской диссертацией) по изучению эмбриональной летальности в скрещиваниях ржи и пшеницы.
Лаборатория генной и клеточной инженерии растений, организованная на базе лаборатории генетики микроорганизмов и группы проф. Л. А. Лутовой, выделившейся из лаборатории генетики растений в 1999-2000 гг., исследует генетический и гормональный контроль пролиферации и дифференцировки клеток растений. При этом учитывается и возможность горизонтального переноса некоторых генов этой системы из бактерий в высшие растения. Особый интерес, в частности, представляют исследования и генетические модификации метаболизма стероидов. На этой базе разрабатываются теоретические основы защиты сельскохозяйственных растений от стерин-зави-симых вредителей, прежде всего — членистоногих, а также некоторых паразитических грибов, в частности, фитофторы. Совместно с лабораторией биохимической генетики создаются растительные продуценты бычьего 7-интерферона для получения «зеленой вакцины» для ветеринарии.
Лаборатория физиологической генетики совместно с группой А. П. Галкина ведет работы по «Белковой эпигенетике» — изучению путей прионизации белков (инициации, роста и размножения амилоидов-прионов) в дрожжах путем разработки химерных генно-инженерных конструкций на базе белка Sup35 (он же фактор терминации трансляции — еИР3) путем замещения различных доменов этого белка на чужеродные белки и пептиды. Таким образом разработан и биологически-адекватный метод выхода в протеомику — исследование прионных (или протеомных) сетей клетки.
Данное направление ознаменовалось в 2008 году идентификацией в группе проф. Л. Н. Мироновой (защитила докторскую диссертацию в 2002 г.) структурного гена (БЕР1)—нового приона дрожжей, ранее открытого в лаборатории. Все упомянутые исследования органически связаны с генетическим контролем терминации трансляции. На эту тему Г. А. Журавлева защитила докторскую в 2007 г., а, кроме того, в ее группе получены, на первый взгляд, парадоксальные результаты — жизнеспособные нонсенс-мутанты по жизненно важным генам, кодирующим факторы терминации трансляции eR.F1 и еИР3. Получены также интересные результаты по эволюции еИРЗ и эволюции его способности к прионизации (работа совместная с Зоологическим институтом РАН). Изучение прионизации фактора терминации трансляции представляет собой подход к
пониманию механизмов взаимодействия матричных процессов I и II рода, упомянутых ранее.
Наконец, существенный прогресс достигнут в разработке тест-системы для генетической токсикологии, основанной на незаконной гибридизации дрожжей, позволяющей учитывать не только разнообразные генетические события, но и фенотипическое проявление первичных повреждений генетического материала (группа Е. И. Степченковой). Это уже эпигенетика в неожиданном ракурсе и с практической направленностью одновременно. Говоря о генетической токсикологии, необходимо назвать еще одну работу лаборатории генетики животных — разработку новой тест-системы с использованием равноногих рачков, которую начала на Белом море доц. Л. В. Барабанова.
Исследования по генетике растений, по прионам дрожжей и разработке «альфа-теста» для генетической токсикологии получили дополнительный стимул для расширения с организацией С.-Петербургского филиала ИОГен РАН. Здесь мы не останавливались на исследованиях отдела ВНИИСХМ акад. РАСХН И. А. Тихоновича по симбио-генетике растений и почвенных микроорганизмов и чл.-кор. РАМН В. С. Баранова по медицинской генетике. Обо всем этом нужно рассказывать отдельно. Отметим только, что в их исследованиях принимают участие студенты и аспиранты кафедры.
В настоящее время коллектив кафедры вместе с СПбФ ИОГен РАН составляет более 100 человек. Среди них: один академик РАН, один академик РАСХН и один член-кор. РАМН, 8 докторов и 39 кандидатов наук. При кажущемся благополучии общей картины настораживает сохраняющаяся тенденция отъезда за рубеж, как правило, наиболее способных выпускников кафедры. К сожалению, преодолеть эту тенденцию без изменения общей политики государства в отношении к науке не представляется возможным.
* * *
Автор признателен профессорам: Г. А. Журавлевой, Л. А. Лутовой, Л. Н. Мироновой за прочтение рукописи и критические замечания.
Литература
1. Богданов Е. А. Менделизм или теория скрещивания. М., 1914. 626 с.
2. Гайсинович А. Е. Зарождение и развитие генетики. М., 1988. 423с.
3. Захаров И. А. Краткие очерки по истории генетики. М., 1999. 72 с.
4. Захаров И. А. Генетика в ХХ веке. Очерки по истории. М., 2003. 75 с.
5. Инге-Вечтомов С. Г. Кафедра генетики и селекции Петербургского университета — первая кафедра генетики в России // Генетика. 1994. Т. 30, №8. C. 1012-1021.
6. Инге-Вечтомов С. Г. М. Е. Лобашев и возрождение генетики в СССР // Интеллектуальная элита Санкт-Петербурга. СПб., 1994. C. 30-38.
7. Инге-Вечтомов С. Г. Матричный принцип в биологии // Экологическая генетика. 2003. Т. 1. Вып. 0. C. 6-15.
8. Инге-Вечтомов С. Г. История о том, как Филипченко дружил с Морганом и послал к нему Добржанского, как Кольцов отправил в Германию Тимофеева-Ресовского, а тот посоветовал Меллеру ехать в Ленинград к Вавилову и что из этого вышло // Экологическая генетика. 2004. Т. 1. Вып. 4. C. 5-11.
9. Инге-Вечтомов С. Г. Ю. А. Филипченко — ученый, педагог и организатор науки // Экологическая генетика. 2007. Т. V. Вып. 2. C. 3-11.
10. Инге-Вечтомов С. Г. Не проигрывайте выигрышных партий // Генетика. 2007. Т. 43, №9. С. 1287-1298.
11. Инге-Вечтомов С. Г., Тихомирова М. М., Кайданов Л. З. Михаил Ефимович Лобашев (К 90-летию со дня рождения) // Генетика. 1997. Т. 33, №10. C. 1450-1454.
12. Исследования по генетике. К 75-летию кафедры генетики и селекции С.-Петербургского университета. №11 / под ред. С. Г. Инге-Вечтомова. СПб., 1994. 113 с.
13. Конашев М. Б. Бюро по евгенике (1922-1930) // Исследования по генетике. 1994. Вып. 11. С. 22-28.
14. Конашев М. Б. Феодосий Григорьевич Добржанский и становление генетики в Ленинградском университете // Исследования по генетике. 1994. Вып. 11. C. 29-36.
15. Коржинский С. И. Гетерогенезис и эволюция // Известия императорской академии наук. 1899. Март. Т. X, №3. C. 255-268.
16. М. Е. Лобашев и проблемы современной генетики / под ред. С. Г. Инге-Вечтомова. Л., 1991. 156 с.
17. Магистерские программы кафедры генетики и селекции // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 3. 1999. Вып. 4. С. 3-131.
18. Медведев Н. Н. Юрий Александрович Филипченко. 1-е изд. М., 1978. 103с.
19. Медведев Н. Н. Юрий Александрович Филипченко. 2-е изд. М., 2006. 231 с.
20. Музрукова Е. Б. Т. Х. Морган и генетика. Научная программа Т. Х. Моргана в контексте развития биологии ХХ столетия. М., 2002. 310 с.
21. Сессия ВАСХНИЛ и ее скрытые пружины (встреча студентов, аспирантов и преподавателей Ленинградского государственного университета с чл.-кор. АН СССР И. А. Рапопортом, организованная СНО биолого-почвенного факультета. Ленинград, 29 апреля 1988 г.) // Вестн. С.-Петерб. ун-та. Сер. 3. 1999. Вып. 4. С. 132-151.
22. Смирнов В. Г. Столетие Г. Д. Карпеченко — столетие исследований по реконструкции геномов // Генетика. 1999. Т. 35, №10. С. 1326-1340.
23. Филипченко Ю. А. Интеллигенция и таланты // Изв. бюро по евгенике АН СССР. 1925. №3. С. 83-101.
Статья поступила в редакцию 31 июля 2009 г.
