Ирину Колотуеву слушаешь внимательно. Еще бы! Она знает ответы на вопросы. Кто сегодня на передовой медицинских открытий? Можно избежать болезней? Как клетки общаются между собой, создавая единый живой организм? Что такое «ген смерти»? Мы уже умеем «опережать Господа Бога» в стремлении продлить жизнь людей?

Фото: Ирина – ученый-биолог. Родилась в советской Молдавии. Выросла в Израиле. Закончила технологический институт в Хайфе. Защитила диссертацию «Биология развития и эволюции». Познакомились мы пять лет назад во Франции, в Национальном научно-исследовательском центре (CNRS). А недавно встретились в Швейцарии. Теперь Ирина смотрит на клетку через микроскопы Лозанского университета.

— Кто придумал микроскоп, как открыли клетку и что было дальше?

Изобретателя микроскопа назвать непросто. История хранит имя итальянского врача Г. Фракасторо. В 1538 году он соединил две линзы по-особому и получил большее увеличение. А через полвека голландские производители очков Иоганн Липперсгея и Захарий Янсен догадались увеличивать с помощью комбинации линз. В 1624-м свой увеличительный прибор представил миру итальянец Галилео Галилей, а через год его друг придумал слово «микроскоп».

С клеткой ясности больше. В 1665 году профессор Лондонского университета Роберт Гук спросил себя: почему пробковое дерево так хорошо плавает? Он положил тонкий срез под микроскоп, увеличил картинку в 50 раз и обнаружил, что тело пробки состоит из множества крохотных ячеек. Они напомнили ему то ли соты пчёл, то ли монашеские кельи. Гук поразмыслил и назвал их «клетка» или по-английски «cell». Свои наблюдения он изложил в книжке «Микрография».

«Микрографию» господина Гука прочел в Нидерландах господин Левенгук и страшно заинтересовался. Он научился делать неудобные микроскопы и отличные линзы. Девять микроскопов Левенгука дожили до наших дней. Их максимальное увеличение — 275. А может, было и большее. Потому что Левенгук увидел такое! Он открыл красные тельца крови – эритроциты, разглядел сперматозоиды, инфузорию, описал в 1683 году бактерии, подсмотрел многие другие тайны матери-природы.

Время идет, и в 1847-м Карл Цейс начинает собирать микроскопы в университетском немецком городке Йена. Он сотрудничает с физиком Эрнстом Аббе, который открывает, как располагать линзы, чтобы увеличенное изображение было резким. Одновременно ученые разрабатывают новый тип стекла. Мануфактура Карла Цейса ставит производство микроскопов на поток, и они перестают быть предметом роскоши.

Просвечивающий микроскоп, увеличение 30 000. Энергетические заводики-митохондрии есть в каждой живой клетке. Такую необычную форму они приняли в яйцеклетке мухи-дрозофилы. Первая премия «Micro-Art» на Микроскопическом конгрессе в Венгрии, 2015 г.

Просвечивающий микроскоп, увеличение 30 000. Энергетические заводики-митохондрии есть в каждой живой клетке. Такую необычную форму они приняли в яйцеклетке мухи-дрозофилы. Первая премия «Micro-Art» на Микроскопическом конгрессе в Венгрии, 2015 г.

ХХ век преподнес биологии множество сюрпризов. Разрешающие возможности оптических микроскопов ограничены длиной световой волны. В 1931 году Эрнст Руска предлагает вместо света использовать пучки электронов, обладающих также и свойствами волны. Современные электронные микроскопы «видят» в 1000 – 10 000 раз лучше, чем микроскопы оптические. А Руска в 1986 году получил Нобелевскую премию.

— Сегодня оптический микроскоп есть, наверное, в каждой средней школе. А электронные – во многих научных центрах. И многое разглядели?

Кое-что, – улыбается Ирина. – Клетка прозрачная, значит невидимая. Помните школьные эксперименты с луковым срезом и йодом? Так традиционно смотрят на клетку более 350 лет. Её убивают, фиксируют, окрашивают химией, и она становится видимой. И тогда на нее смотрят, пытаясь ответить, что было, когда клетка была живой? Это стандартная методика многих исследований, в том числе при подозрении на рак. Она проверена временем и многим продлила жизнь.

Но почему возникают раковые клетки? Где пункт управления этим процессом? Кто его запускает? Возможно ли предупредить онкологическое заболевание? Сделать так, чтобы никто никогда не страдал и не умирал от рака? Мертвые клетки ответов не дают.

Современные методы исследования позволили биологии взглянуть на природу по-новому. Мы научились видеть, что происходит в живом организме, с живой клеткой, например, как из клетки в эмбрионе рыбки развивается сердце. Ответы пишутся во многих научных центрах прямо сейчас, нередко бывают сюрпризы. Расскажу о двух.

В 2002 году большую славу С. Бреннеру, Дж. Салстону и Р. Хорвицу принесло многолетнее изучение скромной нематоды. Трое ученых-биологов упрямо сидели день и ночь, чтобы понять, как делятся клетки этого червя. Затем опубликовали результаты, как одни клетки пожирают другие и не просто так, а есть важнейшее условие – тех, кто умирает, другие должны съесть. Так были открыты гены киллер и антикиллер и биологический механизм – апоптоз.

Слово переводится с древнегреческого как опадание листьев. Теперь уже известно, что эта форма гибели клеток присуща всему живому с первого до последнего мгновения, будь то гриб, червяк, лягушка, крыса. Гены, управляющие смертью и пожиранием клеток обнаружили в человеке и убедились, что, например, ослабление апоптоза приводит к раку, а при СПИДе апоптоз избыточен. Вопросов стало больше. А начиналось все как курьез нематод.

Срез эмбриона нематоды C. elegans. Снизу изображение под просвечивающим электронным микроскопом, увеличение 4 200. Вверху - после модификации в Photoshop. Третья премия «Micro-Art» на Международном конгрессе C. elegans в Лос-Анджелесе, 2015 г.

Срез эмбриона нематоды C. elegans. Снизу изображение под просвечивающим электронным микроскопом, увеличение 4 200. Вверху — после модификации в Photoshop. Третья премия «Micro-Art» на Международном конгрессе C. elegans в Лос-Анджелесе, 2015 г.

Последнее время открытия в науке «как лечить людей» все чаще делаются на клеточном уровне. Вот другой не менее впечатляющий случай.

Американка Барбара Мак-Клинток родилась в 1902 году, прожила 90 лет и всю жизнь изучала кукурузу. Она сформулировала теорию, что в генах есть куски ДНК, так называемые транспозоны, которые «прыгают с места на место». Признание к ней пришло более чем через треть века. В 1983-м Барбара получила Нобелевскую премию «За открытие мобильных генетических элементов». Мир в очередной раз согласился – то, что происходит на генном уровне, даже и в кукурузе, не чуждо ничему живому.

— Дезоксирибонуклеиновая кислота – ДНК – звучит как заклинание. Макромолекула, которая хранит и передает из поколения в поколение программу живого организма. А можно этот неудобоваримый термин объяснить для домохозяек?

Попробую, – охотно отвечает Ирина. – Клетка имеет ядро. В ядре – ДНК. В ДНК зашит исходный код всей информации клетки.

Что такое ДНК? Её, наверное, можно сравнить с рецептом, ну, скажем, борща. Ведь чтобы получился борщ, нужно очень многое: сходить в магазин, купить мясо, овощи, соль, налить в кастрюлю воды, поставить на печку, порезать продукты, сложить их в кастрюлю в определенном порядке и так далее… Каждая домохозяйка знает, что самый распрекрасный рецепт сам по себе борщ не варит.

То же и с ДНК, она лишь хранит правило, как сделать живой организм. Если хотите, это командный пункт с набором инструкций, но без солдат командовать некем.

Яйцеклетка работоспособна с первого мгновения жизни самки, но информация в ней дремлет. Только сперматозоид может разбудить эту спящую царевну. И тогда включится программа, и начнется строительство живого организма: птички, зайчика, лисички, или человека, согласно коду ДНК.

До сих пор расшифрован не весь код, но все значки переписаны. Новые знания дали основания считать, что некоторые болезни предопределены в ДНК. Можно ли отредактировать природную программу? Медицина пока учится. В связи с этим вспомнилась история, обошедшая все таблоиды.

Несколько близких родственниц Анджелины Джоли умерли от рака груди. Исследование генов звезды Голливуда показало, что риск развития рака груди у неё составляет 87%, рака яичников – 50%. Актрисе по её решению удалили обе молочные железы с последующей успешной реконструкцией. А некоторое время назад Джоли рассказала журналистам, что удалила и яичники, и теперь больше не сможет иметь детей. К такому радикальному решению Анджелину подтолкнула расшифровка её генов.

— В Средние Века долгожителями были сорокалетние. А теперь по данным ООН средний мировой показатель продолжительности жизни – 67 лет. Конечно, в разных краях живут по-разному. В Анголе и Сьерра-Лионе из-за распространения ВИЧ в среднем по 50, в России – 70 лет. В Японии, Швейцарии, Сингапуре – в среднем по 83 года. А ветхозаветные персонажи, помнится, жили по 700 лет. Это действительно реально?

Не скажу о ветхозаветных, но современные врачи умеют лечить многое. И в этом немалая заслуга микроскопа. Век назад рожали по 15 детей, а выживали 2-3. Вакцинация, антибиотики, повышение качества жизни существенно сократили детскую смертность. Современные методы диагностики помогают узнать заболевание на ранней стадии или даже предугадать его, как с госпожой Джоли. Пусть она живет долго и счастливо.

В центре - черно-белое изображение репродуктивной системы нематоды, флуоресцентный микроскоп, увеличение 1 000. Вокруг раскрашенные копии.

В центре — черно-белое изображение репродуктивной системы нематоды, флуоресцентный микроскоп, увеличение 1 000. Вокруг раскрашенные копии.

А «вечная жизнь» – это вопрос к философам. На мой взгляд, здесь есть научная сторона и морально-этическая. Например, стволовые клетки. Направление считается перспективным. Материал для них получают, в том числе из эмбрионов, тема широко обсуждалась не только специалистами, но и политиками, и теологами. В чем особенность стволовых клеток? Они «умеют строить» различные органы и ткани.

Если дать правильный сигнал, они создадут, например, кожу, которую мы «приклеим» на ожог пострадавшему. Японцы недавно объявили, что вырастили яйцеклетки из стволовых клеток, оплодотворили их и добились рождения здорового потомства у лабораторных мышей. Не решит ли это проблему бесплодия? Та же группа вырастила из стволовых клеток ткани почек, надпочечников и половые клетки. Будут и новые достижения.

Сегодняшние фантазии Голливуда завтра могут стать реальностью. Потому что человек в любом возрасте хочет оставаться молодым. Особенно, когда у него есть власть и деньги. Наверное, со временем, для очень богатых можно будет заменить все с головы до пяток. А что сделаем с памятью? Верится с трудом, что у семнадцати- и семисотлетних могут быть одинаковые интересы. Пока что развитие морали, мягко говоря, отстает от развития науки.

— Вы мечтали стать биологом?

— В юности я хотела быть хирургом. В Израиле всеобщая воинская обязанность. И в 18 меня призвали в армию. Два года я служила помощником доктора в медицинских войсках. Это была прекрасная возможность познакомиться с многими интересными людьми, узнать медицину изнутри, лучше понять себя. После демобилизации выбрала биологию. И не ошиблась – профессия меня увлекает.

— Какой, на Ваш взгляд, должна быть школа, чтобы ребенок, повзрослев, захотел стать ученым?

Муха-дрозофила под сканирующим микроскопом увеличена в 10 000 раз. В углах картинки нематоды под световым микроскопом, увеличение 400.

Муха-дрозофила под сканирующим микроскопом увеличена в 10 000 раз. В углах картинки нематоды под световым микроскопом, увеличение 400.

Во-первых — любознательность. Эта не та профессия, где становятся миллионерами. Но если ребенок любит разглядывать бабочек и даже отрывать им крылья, чтобы понять, как насекомые устроены, смею предположить, что перед нами потенциальный ученый. Трудолюбие ценится в любой профессии, и наука не исключение. Важнейшее качество в современной науке – общительность. Стереотип, что ученый – монах-затворник и книжный червь давно устарел. От коммуникабельности, способности интегрировать свои данные в общий информационный «котел» зависит многое. Широкий кругозор и открытость для других идей тоже, на мой взгляд, для ученого очень важны.

— Некоторое время назад Вас увлекало, скажем так, искусство под электронным микроскопом. Поделитесь картинками?

Сейчас я отошла от этого. Надеюсь вернуться, когда будет больше времени. Природа под микроскопом прекрасна, и этим знанием хочется поделиться. Изучаешь крохотную как бы инопланетную картинку и вдруг замечаешь, что она очень напоминает черты нашего большого земного мира: снеговик, смешную мордашку, забавный телефончик… нам еще долго учиться и учиться у матери-природы.   

Текст: Марина Охримовская

Фотографии предоставлены Ириной Колотуевой

Страница на Facebook Irina Kolotuev Micro-Art

 

Понравился материал?

Чтобы всегда быть в курсе событий, воспользуйтесь нашей службой рассылки новостей:

Перешлите адрес сайта своим друзьям или поделитесь ссылкой в социальных сетях.