Победитель Зимы

Победитель Зимы

Татарстанский вариант рассказа "Учёный". Опубликован в сентябрьском номере журнала (№38) "Аргамак. Татарстан", 2023 год "Победитель Зимы" (стр.40). По пожеланию редакции журнала "облегчена" научная, дополнена и расширена историческая и биографическая составляющие рассказа.

Е. Офицеров,  П. Муратов

В ноябре 2019 года в Казанском университете скромно отметили 80-летие со дня рождения выдающегося учёного, замечательного человека трудной судьбы, талантливого организатора и блестящего экспериментатора, тонко чувствовавшего новое в науке, инициатора и главного участника второго возрождения кафедры биохимии профессора Виктора Георгиевича Винтера.
С внедрения его открытий началась новая эра в фармацевтике, медицине, ветеринарии и сельском хозяйстве, но на Западе, а не у нас в России. Ученым были сделаны четыре открытия мирового нобелевского уровня. Однако долгие годы они расценивались мировой научной общественностью утопией, а для большинства были заблуждением, хотя были экспериментально воспроизведены Винтером многократно.

_____________________

Потратив денег больше, чем на реализацию программы полета на Луну «Аполлон», Запад к 2004 году, в результате завершения международного проекта по секвенированию (расшифровке) генома человека, пришел к ошеломляющему выводу. После анализа около 20 000 кодирующих белки генов, оказалось, что они составляют всего лишь 2% общей геномной последовательности хромосом, в которых записана наша наследственность, передаваемая от родителей потомству. Остальные 98% на тот момент были лишними, и учёные не знали как это объяснить, поскольку такой факт противоречил принятой концепции эволюции, в ходе которой, как известно, отсекается всё лишнее, ненужное. Выживают те, кто избавился от старого, утратившего функциональную необходимость. Система становится совершеннее до фантастичности, как в случае с температурой человеческого тела в 36.60С. Эволюция отобрала эту температуру, поскольку при ней вода имеет наименьшую теплоёмкость, а, следовательно, затрачивается меньше энергии на поддержание постоянной температуры, чем при 35 или 40 градусах. А тут 98% лишнего! Сколько надо энергии на поддержание такого балласта! Конец теории Дарвина!
Объяснения, безусловно, нашлись, но достаточно пикантные. Дескать, человек – вершина творения, само совершенство (вспомним температуру), а эти лишние гены нужны для того, чтобы переселиться и выжить на других планетах, ну или уцелеть в результате, не дай Бог, ядерной войны.
Однако природа не терпит пустоты. Если ружье висит на сцене, то, по законам театрального жанра, оно должно выстрелить. И выстрел прозвучал чуть позднее обнаруженного факта, и нажал на курок профессор Казанского университета Виктор Винтер.
Чтобы рассказать о научных достижениях Винтера, необходимо дать некоторые разъяснения о предмете обсуждения. Общеизвестно, что вся информация о любом организме содержится на очень большой молекуле ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты), находящейся в клетках самого организма. Эта молекула передается от родителей потомству, для чего необходимо синтезировать очень точную ее копию. Для этого существует сложный механизм, названный учеными процессом репликации, то есть снятие реплики или копии. Но это одна сторона проблемы. Передать-то копию передали, но организм должен функционировать и после передачи копии ДНК – потреблять пищу, получать энергию, синтезировать новые соединения. Для осуществления этих процессов организмы используют химические реакции, катализируемые белками или ферментами. Подобно каменщику, который из кирпичей по одному и тому же чертежу строит десятки одинаковых домов, организм производит миллионы молекул белка из отдельных аминокислот-кирпичиков по «чертежу», называемому информационной или матричной РНК (рибонуклеиновой кислотой), сокращенно м-РНК. Последняя, в свою очередь, синтезируется по маленьким «чертежикам» или коротким участкам ДНК, называемых генами, коих на ДНК тысячи – по количеству индивидуальных белков. Каждому участку ДНК или гену соответствует своя м-РНК. После открытия Уотсоном и Криком двойной спирали ДНК теоретическое представление ученых об этом процессе – экспрессии (передачи) генетической информации – приобрело черты совершенства. Стройная, логически безупречная, увенчанная более чем тридцатью Нобелевскими премиями теория казалась идеальной, все попытки подвергнуть ее сомнению или предложить другие варианты встречались мировым научным сообществом в штыки.
          Так продолжалось официально до начала нового тысячелетия, хотя основные открытия были совершены в Казани намного раньше.
       
*  *  *

Одним из первопроходцев в корректировке этой утвердившейся схемы выступил
наш земляк, будущий профессор Казанского университета, в то время еще аспирант, Виктор Винтер. И случилось это более чем за три десятилетия до общепринятого подтверждения. Им был открыт новый класс рибонуклеиновых кислот, хотя до открытия Винтера и 30 лет после его открытия обходились всего тремя их типами, и этого вполне хватало для объяснения всех существующих фактов. И вот по прошествии стольких лет универсальная регуляторная функция открытых Винтером РНК ныне не подвергается сомнению.
Как всё начиналось? 1965 год. Виктор доложил итоги своих работ на аспирантской конференции КГУ. Он показал, что интактные (целые) клетки исследуемой им раковой опухоли Эрлиха выделяют в среду, в которой они растут, определенные количества низкомолекулярных РНК и ДНК. Причем в первые дни роста количества РНК существенно выше ДНК. Винтер сделал вывод, что РНК, выделяющиеся этими опухолевыми клетками, синтезируются «de novo» (с латинского, вновь, с самого начала), а не являются продуктом распада РНК, имевшихся внутри самих клеток. На 4-5 день роста опухолевые клетки массово гибли. Количество РНК резко уменьшалось, а количество ДНК, напротив, возрастало. Виктор смело предположил: существует четвертый, доселе неизвестный тип РНК.
Безусловно, будущему профессору повезло, что он занимался не нормальными, а раковыми клетками, которые выделяют повышенное количество РНК. Если бы он занимался нормальными клетками, то существовавшие в те годы методы исследования нуклеиновых кислот не позволили бы обнаружить микроколичества РНК в обычных клетках. Это стало возможным только через 27 лет после открытия Винтера.
Следующий 1966 год. Полученные им результаты были опубликованы в сборнике итогов той знаковой аспирантской конференции КГУ. И в том же году на IX Международном конгрессе по онкологии в Токио их озвучила его руководитель профессор М.И.Беляева с тем же выводом о существовании еще одного типа РНК. 
Что тут началось! Признание наличия новой, прежде неизвестной РНК, впоследствии названной «микро-РНК», означало, что краеугольная догма молекулярной биологии и генетики, основа основ всего живого, мягко говоря, не вполне соответствует действительности. Переписать теорию, за которую уже дали столько Нобелевских премий?! Конечно же, это прожектерское безумство, не подкрепленное авторитетами. Есть экспериментальные подтверждения? К черту их: за новый тип РНК были приняты метаболиты (продукты распада) известных типов РНК! Еще и навесили ярлык: «русские работают грязно», попробуй потом отмыться. И нет, чтоб всё перепроверить в лаборатории. Но никто ничего не проверил.
В оправдание мирового научного сообщества скажем лишь, что в то время еще не был секвенирован (исследован) человеческий геном, и не знали такого явления как секреция маленьких (или коротких) нуклеиновых кислот интактными клетками, тем более, не была известна их регуляторная роль, которую также установил Винтер в течение следующих двух лет. И это ещё более возвеличивает научный подвиг безвестного казанского аспиранта.
После «экзекуции», устроенной на конгрессе в Токио, руководитель и соавторы Винтера отказались с ним сотрудничать и публиковаться. Но несмотря на токийскую «обструкцию», его сенсационное открытие всё же вызвало оживленную дискуссию среди ученых СССР, а статья о феномене секреции нуклеиновых кислот жизнеспособными опухолевыми клетками была представлена академиком В.С.Шапотом в журнал «Бюллетень экспериментальной биологии и медицины», опубликованный в 1968 году. К слову сказать, за прошедшие шестьдесят лет ничего не изменилось: если вы опубликовали свою статью в платном западном научном журнале, значить полученный вами материал значим, а если в российском – не очень.
Однако убежденный в своей правоте аспирант настоял на том, чтобы ему дали завершить работу по этой теме, продолжив работать в одиночестве. Виктор десятки раз повторял эксперименты, и они воспроизводились! Сомнений не оставалось: это новый тип РНК, которую клетки выделяют в окружающую их жидкость. С этим ещё можно было согласиться, но то, что эти молекулы, как и белки, обладают регуляторными свойствами, поскольку, будучи выделенными из бесклеточной среды (асцитной жидкости), стимулируют прививаемость и рост опухоли – это уже слишком! Переписать молекулярную биологию – на это никто в мире не отваживался в течение последующих трех десятилетий!
И как подведение итогов открытия микро-РНК и её регуляторной роли, Винтером была защищена кандидатская диссертация «Об участии РНК в межклеточных взаимоотношениях при опухолевом росте». Даже само название диссертации, по тем временам, звучало дерзко и крамольно. Подчеркнем, не просто о выделении РНК, а о её регуляторной роли. Два открытия достойные присуждения Нобелевки!
Стало ясно, что подавляющее большинство транскриптов (копий) генов тех пресловутых «лишних» 98% генома, которые не кодируют синтез функциональных белков, как раз и являются собранными в кластеры матриц для последующего синтеза открытых Винтером РНК. Поэтому их назвали «некодирующими». Однако они обладают фантастически широкими регуляторными функциями. Эти РНК оказались небольшими, длиной примерно 20 нуклеотидов («микро-РНК»), или более длинными (больше 200 нуклеотидов) транскриптами, известными как «длинные некодирующие РНК» (нкРНК).
Микро-РНК животных и растений обладают особым свойством: они высоко консервативны. Считается, что именно они представляют собой жизненно необходимый и эволюционно древний компонент системы регуляции экспрессии генов, играя важнейшую роль во всех биологических процессах. Разные клетки и ткани синтезируют разные наборы микро-РНК, поэтому их исследование может привести к открытию новых молекул. Отклонения в экспрессии микро-РНК были показаны при многих патологиях, одними из которых как раз и являются рак и раковые клетки, исследованиями которых и занимался Виктор Георгиевич.
В те же годы В.Г. Винтер стал пионером еще одного открытия, заслуживавшего Нобелевской премии. В журнале «Вопросы онкологии» в 1968 году им была опубликована статья «Об участии РНК в создании опухолевыми клетками «микросреды». Именно он впервые обнаружил, что микро-РНК образуют экзосомы (или «наночастицы», по-современному) – организмы заключают свои микро-РНК в сферические образования типа липосом (наношариков),