Радиобиология / Моссэ И. Б., Морозик П. М. Генетические эффекты ионизирующей радиации
.pdfцип в популяциях клеток реализуется посредством апоптоза (запрограммиро-
ванной гибели клеток).
Это лишь некоторые факты, которые свидетельствуют о необходимости специального изучения предмета радиационной генетики.
История развития радиационной генетики
Вноябре 1895 г. Вильгельм Конрад Рентген описал свойства Х-лучей
ипродемонстрировал фотографию костей руки, сделанную с помощью от-
крытого им излучения. Уже в этом же году было выполнено около тысячи работ, посвященных влиянию рентгеновского излучения на биологические объекты. Стало очевидно, что Х-лучами можно не только фотографировать, но и влиять на ход жизненных функций.
1901 год приносит сообщения о выраженном действии на кожу лучей радия: лучевые ожоги кожи описали Анри Беккерель, первооткрыватель радиоактивно- сти, Пьер Кюри и другие исследователи, работающие с радиоактивными матери-
алами. Более грозные последствия облучения для человека выявились позднее, когда погибли многие техники, врачи и рентгенологи, систематически использо-
вавшие ионизирующие излучения в терапевтических целях.
В1903 г. Е. С. Лондон описал летальное действие лучей радия, которые убивали животных на расстоянии: мыши гибли через 4–10 дней после облуче- ния. В 1904 г. Пертес обнаружил появление хромосомных аберраций при об- лучении делящихся клеток. Это были первые признаки генетического дей-
ствия ионизирующей радиации.
Вэтот период делаются первые важные обобщения: французские исследо- ватели Жан Бергонье и Луи Трибондо на основании экспериментов с клетка-
ми, находящимися на разных стадиях дифференцировки, сформулировали в 1906 г. правило, согласно которому «ионизирующее излучение тем сильнее действует на клетки, чем интенсивнее они делятся и чем менее они дифферен-
цированы».
Середина 1920-х годов ознаменовалась важнейшим открытием в радиаци- онной генетике – было обнаружено мутагенное действие рентгеновских лу- чей. Первые работы в этом направлении были предприняты научным коллек-
тивом под руководством Н. К. Кольцова и Г. А. Надсоном.
Кольцов Николай Константинович (1872–1940) – русский биолог, автор идеи матричного синтеза «наследственных молекул».
Родился 15 (8) июля 1872 г. в Москве в семье бухгалтера крупной меховой фирмы. В восемь лет поступил в Московскую гимназию, которую окончил с золотой медалью. В юные годы собирал растения, коллекционировал семена и насекомых, исходил пешком всю Московскую губернию, а позже – весь Крым. В 1890 г. поступил на естественное отделение физико-математического факультета Московского университета, где специализировался в области срав-
нительной анатомии и сравнительной эмбриологии. Руководителем Кольцова в этот период был глава школы русских зоологов М. А. Мензбир. В 1894 г. при-
10
нял участие в работе X съезда русских естествоиспытателей и врачей, где вы- ступил с докладом «Значение хрящевых центров при развитии таза позвоноч- ных», а затем выполнил фундаментальное исследование «Пояс задних конеч-
ностей и задние конечности позвоночных», за которое ему была присуждена золотая медаль. По окончании университета (1894) Кольцов был оставлен
внем для подготовки к профессорскому званию и после трехлетних занятий
иуспешной сдачи шести магистерских экзаменов был командирован на два года за границу. Работал в лабораториях Германии и на морских биостанциях
вИталии. Собранный материал послужил основой для магистерской диссерта-
ции, которую Кольцов защитил в 1901 г. Еще в годы учебы наметился поворот интересов Кольцова от сравнительной анатомии к цитологии. Получив после возвращения из заграничной командировки право на приват-доцентский курс, он начинает читать лекции именно по этому предмету. В 1902 г. Кольцов был вновь командирован за границу, где в течение двух лет работал в крупнейших биологических лабораториях и на морских станциях. Эти годы совпали с пери-
одом, когда в биологии наметилось падение интереса к чисто описательным морфологическим наукам и стали зарождаться новые течения – эксперимен- тальная цитология, биологическая химия, механика развития, генетика, от- крывавшие совершенно новые подходы к познанию органического мира. Об- щение Кольцова с крупнейшими цитологами Европы (В. Флемингом, О. Бюч- ли), а также с Р. Гольдшмидтом и М. Гартманом привело к окончательному ре- шению «перейти от изучения морфологии на мертвых препаратах к исследова- нию жизненных процессов на живых объектах». Во время пребывания во вто-
рой заграничной командировке он выполнил первую часть своих классических «Исследований о форме клетки» – «Исследование о спермиях десятиногих ра-
ков в связи с общими соображениями относительно организации клетки» (1905), предназначавшуюся для докторской диссертации. Эта работа вместе со второй частью, вышедшей в 1908 г., утвердилась в науке как «кольцовский принцип» формоопределяющих клеточных скелетов (цитоскелетов). Вернув- шись в Россию в 1903 г., Кольцов, не прекращая научных исследований, занял-
ся интенсивной педагогической и научно-организационной работой. Начатый еще в 1899 г. курс цитологии перерос в неизвестный курс общей биологии. Огромной популярностью у студентов пользовался второй курс – «Системати-
ческая зоология». Единое целое с лекциями составил созданный Кольцовым «Большой зоологический практикум», куда студенты принимались по конкур-
су. Ученый был деятельным членом кружка, возглавляемого большевиком П. К. Штернбергом. В дни революции 1905 г. центр работы кружка был пере-
несен из обсерватории, в которой работал Штернберг, в кабинет Кольцова. Умонастроение Кольцова в этот период лучше всего характеризует его книга «Памяти павших. Жертвы из среды московского студенчества в октябрьские
идекабрьские дни» (1906). Вышедшая в день открытия первой Думы, книга была в тот же день конфискована, но больше половины тиража уже успело разойтись. Вскоре после подавления революции должна была состояться за-
щита докторской диссертации Кольцова, но он отказался от защиты «в такие дни при закрытых дверях». В 1909 г. за участие в политической деятельности Кольцов был отстранен от занятий, а в 1911 г. вместе с другими ведущими пре- подавателями Московского университета подал в отставку и до 1918 г. препо-
давал на Высших женских курсах и в Московском народном университете
11
Шанявского. В последнем им была создана лаборатория и подготовлена плеяда известных биологов (М. М. Завадовский, А. С. Серебровский, С. Н. Скадов-
ский, Г. И. Роскин и др.).
От изучения опорных скелетных элементов клетки Кольцов переходит к изучению сократимых структур. Появляется третья часть его «Исследований о форме клетки» – «Исследования о сократимости стебелька Zoothamnium alternans» (1911), а затем работы о влиянии на физиологические процессы в клетке катионов (1912) и водородных ионов (1915). Эти исследования имели важное значение для установления так называемых физиологических ионных рядов, а также привлекли внимание русских биологов к важнейшей проблеме активной роли среды и положили начало целому периоду в развитии физикохимической биологии в России. В 1916 г. за вклад в науку, сделанный Кольцо-
вым к этому времени, он был избран членом-корреспондентом Российской АН.
В1917 г. на средства Московского общества научных институтов для Коль- цова был создан Институт экспериментальной биологии, который долгое вре- мя оставался единственным не связанным с преподаванием биологическим ис-
следовательским учреждением страны. Здесь Кольцов получил возможность объединить ряд новейших течений современной экспериментальной биологии
стем, чтобы изучать те или иные проблемы с разных точек зрения и по воз- можности разными методами. Речь шла о физиологии развития, генетике, био- химии и цитологии. Научный коллектив Института вначале состоял из учени-
ков Кольцова, а затем пополнился крупными биологами из других научных школ. В разное время здесь работали А. С. Серебровский, Н. В. ТимофеевРесовский, С. С. Четвериков, Г. В. Эпштейн, Н. П. Дубинин, Г. В. Лопашов, И. А. Рапопорт, П. Ф. Рокицкий, Б. Н. Сидоров, В. П. Эфроимсон и др. В после-
революционные годы многие сотрудники работали безвозмездно или делили одну ставку на двоих. В 1920 г. при деятельном участии Кольцова возникло Русское евгеническое общество. Тогда же в Институте экспериментальной биологии был организован евгенический отдел, который развернул исследова-
ния по медицинской генетике человека (первые работы по исследованию групп крови, содержанию в ней каталазы и т. д.), а также по таким вопросам антропо- генетики, как наследование цвета волос и глаз, изменчивость и наследствен- ность сложных признаков у однояйцовых близнецов и т. д. При отделе работа- ла первая медико-генетическая консультация. В Институте были начаты пер-
вые в СССР теоретические исследования по генетике дрозофилы.
В1927 г. на 3-м съезде зоологов, анатомов и гистологов Кольцов выступил
сдокладом «Физико-химические основы морфологии», в котором провозгла- сил парадоксальный по тем временам принцип «Всякая молекула от молеку- лы». При этом имелись в виду не любые молекулы – речь шла о тех «наслед-
ственных молекулах», на воспроизведение которых, по впервые высказанной Кольцовым идее, покоится морфофизиологическая преемственность организа- ции живых существ. Кольцов представлял себе эти «наследственные молеку- лы» в виде гигантских белковых макромолекул, составляющих осевую гене- тически активную структуру хромосом, или, по терминологии Кольцова, гено- нему. Генетическая информация представлялась закодированной не чередова- нием нуклеотидов ДНК, а последовательностью аминокислот в высокополи- мерной белковой цепочке. Процесс транскрипции Кольцов связывал с репли-
кацией белковой части нуклеопротеидной основы хромосом. В это заблуждение
12
его вводило визуальное исчезновение тимонуклеиновой кислоты (т. е. ДНК)
впозднем овогенезе и в гигантских хромосомах.
Вдекабре 1936 г. была созвана специальная сессия ВАСХНИЛ для борьбы с «буржуазной генетикой». В защиту генетики выступили Н. И. Вавилов, А. С. Серебровский, Г. Дж. Мёллер, Н. К. Кольцов, М. М. Завадовский, Г. Д. Карпеченко, Г. А. Левитский, Н. П. Дубинин. Против «буржуазной генетики» – Т. Д. Лысенко, Н. В. Цицин, И. И. Презент. Кольцов, не разделяя оптимизма Вавилова по поводу того, что «здание генетики осталось не поколебленным», обратился с письмом к президенту ВАСХНИЛ А. И. Муралову, где написал об ответственности всех ученых за состояние науки в стране. Ответ прозвучал 26 марта 1937 г. на общем собрании актива ВАСХНИЛ, посвященном итогам пленума ВКП(б). Муралов обрушился на «политически вредные» теории Коль- цова по генетике и евгенике. Работы по евгенике послужили главным предло- гом для преследования Кольцова. 4 марта 1939 г. Президиум АН СССР рассмо- трел вопрос «Об усилении борьбы с имеющимися лженаучными извращения-
ми» и создал комиссию для ознакомления с работой Института Кольцова. От ученого потребовали, чтобы он в «общепринятой форме» «дал... разбор своих лжеучений в... научном журнале или, лучше, во всех журналах... выполнив элементарный долг перед партией». Но он не сделал этого, и его уволили с по-
ста директора. Умер Кольцов в Ленинграде 2 декабря 1940 г.
Вархиве ученого осталось множество неоконченных трудов. Прежде всего это четвертая часть «Исследований о форме клетки», над которой Кольцов ра-
ботал с перерывами в течение 20 лет и которая посвящена экспериментальным исследованиям физико-химических основ морфо-физиологических явлений, что наблюдаются в клетках эффекторных органов. Незаконченной осталась программная речь «Химия и морфология», посвященная новой интерпретации клеточных структур в их статике и динамике.
В1920–1925 гг. были опубликованы работы Г. А. Надсона и Г. С. Филиппо- ва по появлению новых стабильных рас у дрожжей, подвергнутых радиацион-
ному воздействию. В этих экспериментах впервые было показано появление мутаций под влиянием облучения. Однако генетика дрожжей в то время была мало разработана, и авторам не удалось привести строгих доказательств ин-
дуцированного мутагенеза.
Надсон Георгий Адамович (1867–1939) родился в Киеве, окончил гимна-
зию в Петербурге в 1885 г. и сразу поступил на отделение естественных наук физико-математического факультета Петербургского университета. По окон- чании университета (в 1890 г.) был оставлен при кафедре ботаники для подго-
товки к профессорскому званию. Преподавал там же в 1890–1896 гг. С 1897 г. руководил кафедрой ботаники Женского медицинского института, в 1904 г. стал ординарным профессором (до 1918 г.). Основные объекты исследований Г. А. Надсона в эти годы – водоросли, грибы и бактерии. После революции вел научную и педагогическую работу как в Мединституте, так и в Ботаникомикробиологической лаборатории Государственного Рентгено- и радиологиче-
ского института (с 1919 до 1937 г.), где и начал свои работы по радиационной генетике микроорганизмов. В 1930 г. создал Лабораторию микробиологии
13
АН СССР, преобразованную в 1934 г. в Институт микробиологии. Был его ди-
ректором до 1937 г. Первая, ставшая теперь исторической, экспериментальная работа Г. А. Надсона, выполненная совместно с Г. С. Филипповым, посвящена получению мутаций под влиянием рентгеновских лучей у низших грибов из семейства Mucoraceae (1925 г.). Она была опубликована за два года до установ- ления мутагенного эффекта ионизирующего излучения на дрозофиле амери- канским генетиком Г. Мёллером. В этой работе впервые была доказана воз-
можность искусственного изменения наследственных свойств организма под влиянием внешних воздействий. В 1928 г. те же авторы публикуют материалы по индуцированной наследственной изменчивости грибов Nadsonia и Sporo bolomyces, в которых за 10 лет до появления классических работ Бидла и Тей-
тума по биохимическим мутациям у нейроспоры были представлены данные о наследственном изменении различных ферментативных свойств под влия-
нием облучения у Nadsonia fulvescens. В 1931–1932 гг. выходит из печати цикл работ тех же авторов, посвященных получению и описанию новых рас Sporobolomyces. Г. А. Надсон совместно с Э. Я. Рохлиной публикует подробные материалы по получению под влиянием радона новых рас пивных дрожжей S. cerevisiae. В этих статьях авторами впервые ставится вопрос о практическом использовании экспериментально полученных мутантов, отличающихся от дикого типа большим накоплением биомассы, более энергичным сбраживани-
ем и быстрым осветлением сусла. Работы ученого по использованию жировых дрожжей, применению морских водорослей в технике и сельском хозяйстве не утратили своего значения и в настоящее время. Г. А. Надсон по праву должен считаться основоположником не только радиационной генетики, но и радиаци-
онной селекции. Кроме дрожжей и низших грибов в лабораториях изучалось генетическое действие излучений на бактерии. Его сотрудниками в этот пери-
од являлись Е. А. Штерн, Н. А. Красильников, Ю. М. Оленов, А. С. Кривиский. Было заложено новое направление в науке – популяционная генетика микро- организмов. В 1935 г. вышла брошюра Г. А. Надсона «Экспериментальное из-
менение наследственных свойств микроорганизмов». Значительное внимание ученый уделял изучению и анализу роли внутренних и внешних факторов в процессе экспериментального мутагенеза. В его статьях обсуждался вопрос, почему разные виды микроорганизмов по-разному реагируют на облучение. В то время, когда еще не существовало количественной радиобиологии, Г. А. Надсон с сотрудниками разрабатывал вопрос о роли интенсивности и дозы облучения в индукции мутаций. Еще одно направление работ его шко-
лы – химический мутагенез. Учениками Г. А. Надсона в 1928 г. были получены данные о возникновении наследственных изменений у дрожжей под действием хлороформа, в 1939 г. – под действием каменноугольной смолы и цианистого калия. Арестован в 1937 г., расстрелян 15 апреля 1939 г.
В 1927 г. известный американский ученый Герман Мёллер на специально созданных линиях дрозофилы представил неопровержимые доказательства того, что рентгеновские лучи вызывают мутации. Эти открытия сыграли огромную роль в развитии генетики. Появилась возможность эксперимен- тально получать наследственные изменения (мутации) у самых разнообраз-
ных организмов: простейших, низших и высших растений, насекомых, рыб и млекопитающих.
14
Именно поэтому датой рождения радиационной генетики принято считать 1927 год, когда была опубликована работа Германа Мёллера, который, исполь- зуя точные количественные методы, показал, что рентгеновские лучи вызыва-
ют повышенную частоту появления мутантных потомков у дрозофил, подвергнутых облучению. С тех пор ионизирующая радиация стала одним из основных инструментов исследования механизмов действия мутагенных фак- торов на клетки и целостные организмы, используя который, биологи пыта-
лись решить широкий круг проблем – от изучения воздействия излучений на растворы биополимеров до влияния радиации на эволюцию биосферы. До 1945 г. эти исследования носили фундаментальный характер и мало интересо-
вали широкие слои населения.
Мёллер (Маллер) Герман Джозеф [Muller] (1890–1967) – американский генетик, один из основоположников радиационной генетики. В 1933–1937 гг. работал в СССР. Экспериментально доказал возможность возникновения ис-
кусственных мутаций под действием рентгеновских лучей (1927). Участвовал в разработке хромосомной теории наследственности. В 1946 г. получил Нобе-
левскую премию.
С открытием мутагенного действия излучений многие радиобиологи пе-
решли к изучению единичной реакции дискретных биологических структур (генов, хромосом) на радиационное воздействие. Это позволило изучать типы мутаций, возникающих в ядерных структурах хромосом, и в частности непо-
средственно в дезоксирибонуклеиновой кислоте (ДНК).
Стало возможным также изучать закономерности возникновения различ-
ных типов мутаций в зависимости от вида излучений, величины и мощности дозы, а также от ряда биологических факторов, таких как радиочувствитель- ность данного вида организмов и влияния, оказываемого на нее стадией гаме- тогенеза, полом и возрастом. Появилась возможность выявлять природу пер- вичных механизмов действия радиации, изучать химические изменения, про-
исходящие в молекулах хромосом.
М. Е. Лобашев уже в 1934 г. смог сформулировать основные принципы, которыми следует руководствоваться при выборе химических мутагенов – ве-
ществ, вызывающих мутации. Этими принципами пользуются и в наши дни. Первые мутагены, открытые В. В. Сахаровым, М. Е. Лобашевым и их со- трудниками, обладали низкой эффективностью, поэтому они не могли заинтере- совать практиков. Но через несколько лет стали появляться мутагены с гораз-
до большей эффективностью.
В 1937 г. американец Блексли обнаружил, что колхицин – вещество, извле- каемое из безвременника осеннего, способно удваивать число хромосом в клет-
ках растений. Другими словами, он получил тот же эффект, которого добился за сорок лет до этого Герасимов с помощью хлоралгидрата и хлороформа. Но Блексли и его современники не знали о работах Герасимова.
15
Почти с самого зарождения радиационной генетики в ней наметились три основных направления: биофизическое, или радиобиологическое (анализ ме-
ханизмов действия излучений), генетическое (получение мутантных форм для анализа явлений наследственности и изменчивости) и селекционное (полу- чение мутантов с ценными для селекции признаками). Первые работы по ра-
диационной селекции были проведены советскими учеными А. А. Сапегиным
иЛ. Н. Делоне на пшенице (1930). В дальнейшем значительные успехи были достигнуты в радиационной селекции многих микроорганизмов и культур- ных растений. С развитием атомной промышленности возросла роль радиа- ционной генетики как теоретической основы для прогнозирования отдален-
ных генетических последствий повышения радиационного фона в окружающей человека среде. Одно из направлений радиационной генетики – космическая радиационная генетика, изучающая закономерности генетического действия космических лучей в сочетании с другими факторами космического полета (невесомость, перегрузки и др.).
Для этого значительно совершенствуются методы дозиметрии излучений, вводится единица дозы – рентген. Появляется возможность количественного анализа биологического действия излучений, основанного на выяснении за-
висимости между наблюдаемым биологическим эффектом и дозой радиации, поглощенной изучаемой системой.
Работами Дж. Кроутера, Д. Ли, Р. Циммера, Н. В. Тимофеева-Ресовского
иВ. И. Корогодина был введен в радиобиологию принцип попадания или тео-
рия мишени.
Тимофеев-Ресовский Николай Владимирович родился в Москве 20 сен-
тября 1899 г. (7 сентября по старому стилю). Еще во время учебы в гимназии совершил свои первые натуралистические поездки в Западную Сибирь, Каре- лию, Туркестан, Приднепровье, во время которых собирал зоологические кол- лекции для музеев Москвы и Киева. В 1917 г. поступил на естественное отделе-
ние физико-математического факультета Московского университета. Ученик Н. К. Кольцова и С. С. Четверикова, генетик по образованию Н. В. ТимофеевРесовский внес неоценимый вклад не только в радиационную и молекулярную генетику, но и в радиобиологию, радиоэкологию, эволюционное учение, био-
геоценологию, биофизику и даже в космические исследования. О широте его интересов и заслуг говорит перечень членства Тимофеева-Ресовского в раз- личных академиях и обществах мира – действительный член (академик) Гер- манской академии естествоиспытателей в Галле (ГДР) – Леопольдина; почет-
ный член Американской академии наук и искусств в Бостоне (США); почетный член Итальянского общества экспериментальной биологии (Италия); почетный член Менделевского общества в Лунде (Швеция); почетный член Британского генетического общества в Лидсе (Великобритания); почетный член и член-учредитель ВОГиС им. Н. И. Вавилова (СССР); научный член обще-
ства содействия наукам им. Макса Планка (ФРГ); действительный член МОИП, Всесоюзного географического общества (СССР), Всесоюзного ботанического общества; лауреат медалей и премий Лацоро Спалланцани (Италия), Дарвин-
16
ской (ГДР), Менделеевской (ЧССР и ГДР), Кимберовской (США). Он не был избран только членом Российской академии наук.
Этот человек был настолько необыкновенным, а судьба его настолько дра-
матичной, что о нем написано немало книг и создано немало фильмов, причем не только в нашей стране, но и за рубежом. Благодаря силе и мощи его натуры, Николай Владимирович получил прозвище «Зубр» – так названа известная книга Даниила Гранина и серия фильмов Е. С. Саканян – «Рядом с Зубром», «Охота за Зубром» и т. д.
Судьба Николая Владимировича вначале складывалась вполне счастливо. По его словам, ему повезло вдвойне – быть учеником Н. К. Кольцова и встре- тить свою большую и пламенную любовь: в 22 года он женился на Елене Алек-
сандровне Фидлер, ставшей его неизменной спутницей и помощницей как в жизни, так и в науке. Он интересовался филогенетикой и вместе с женой ис- следовали плейотропное действие генов, влияние внешней среды, и в частно- сти температурных воздействий на проявление признаков. Будучи еще студен-
том и изучая природу мутаций у дрозофилы, ввел понятие «пенетрантность» и «экспрессивность», которыми мы пользуемся до сих пор.
Он вошел в круг молодых генетиков «гнезда» Кольцова – Н. П. Дубинина, Б. Л. Астаурова, А. С. Серебровского, П. Ф. Рокицкого и др. Участвовал в био- логическом кружке под руководством С. С. Четверикова «Дрозсоор» (совмест-
ный «ор» дрозофилистов). Главная тема дискуссий – происхождение мутаций. С 1921 г. Тимофеев-Ресовский вместе с Николаем Константиновичем Коль- цовым участвовали в создании Института экспериментальной биологии. Од- новременно он вел научные исследования: работал зоологом-биологом на Зве- нигородской биостанции МГУ и в комиссии по изучению естественных произ- водительных сил при Академии наук. В институте Кольцова Тимофеев-Ресов- ский начал исследовать фенотипическое проявление генотипа, а также рабо-
тать в области популяционной генетики – основной области деятельности ученого. В 1923–1924 гг. в Москву часто приезжал О. Фогт (немецкий невропа- толог, создавший учение об архитектонике полушарий головного мозга, а так-
же лечивший Ленина). В 1925 г. Фогт попросил Кольцова порекомендовать ему молодого русского генетика, так как он собирался открыть специальную лабо-
раторию по изучению изменчивости шмелей в Берлине, в Институте кайзера Вильгельма. В Германии подходящих кандидатур не нашлось, а в России была уже целая лаборатория генетиков, которые работали на двух биологических станциях. Кольцов выбрал для командировки Тимофеева-Ресовского, к тому времени автора пяти статей. Николай Владимирович с женой и сыном отпра-
вились в Европу, как оказалось, на двадцать лет. Он был очень горд, что едет за рубеж не учиться, как это было принято в России, а учить! Тимофеев-Ресов- ский стал руководителем Отдела генетики и биофизики Института исследова-
ния мозга в Берлин-Бухе. Там он продолжил исследования на дрозофиле. Его учениками были К. Г. Циммер и М. Дельбрюк, ставшие впоследствии знамени- тыми учеными. В 1935 г. вышла их совместная книга «О природе генных мута-
ций и структуре гена», оказавшая большое влияние на последующее развитие молекулярной генетики.
В 1930-х годах он начал свои радиоэкологические исследования. Круг его общения расширился и включал математиков, физиков, генетиков. Среди них Н. Х. Д. Бор, А. Буццати-Траверзо, С. Дарлингтон, Э. Шредингер, Т. Х. Морган,
17
Г. Дж. Мёллер, Д. Э. Ли, Г. Штуббе и др. А известные Нобелевские лауреаты Дж. Д. Уотсон и Ф. Крик считали себя внуками Тимофеева-Ресовского, по- скольку были учениками Дельбрюка. Как писал сам ученый, ему посчастливи-
лось принимать участие в ряде семинаров «Круга Нильса Бора» в Копенгагене, а также организовать совместно с Б. С. Эфрусси небольшую (около 20 человек) международную группу физиков, химиков, цитологов, генетиков, биологов
иматематиков, заинтересованных в обсуждении важнейших проблем теорети-
ческой биологии. Эта группа собиралась в конце 1930-х годов, до начала войны. Вскоре Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский был признан одним
из лидеров генетики в мире. Он открыл и обосновал фундаментальные прин-
ципы современной популяционной генетики и генетики развития: принципы пенетрантности и экспрессивности. Тимофеев-Ресовский развивал идеи Коль- цова, предполагавшего, что молекулярные наследственные структуры образу- ются посредством матричного синтеза. Он вел исследования по биофизическо- му анализу мутационного процесса, впоследствии приведшие к формирова- нию молекулярной биологии как новой синтетической дисциплины. Тимофе-
ев-Ресовский показал, что мутационные изменения затрагивают относительно ограниченную группу атомов в хромосоме. Николай Владимирович считается одним из основоположников радиобиологии. Ему удалось установить, как вли-
яет доза излучения на интенсивность мутационного процесса. Он обнаружил явление радиостимуляции малыми дозами и провел анализ первичных пуско- вых механизмов возникновения мутаций под влиянием излучений. Тимофее-
ву-Ресовскому принадлежит первая монография по радиационной генетике, которая была опубликован в 1931 г. Совместно с физиками круга Нильса Бора Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский разработал «теорию мишени»
и«принцип попадания», став одним из основателей количественной биофизи- ки ионизирующих излучений. В 1934 г. ученый указал на то, что помимо пря- мых последствий воздействия ионизирующего излучения существует серьез-
ная опасность возникновения вредных мутаций и накопления их в популяциях. Одной из важнейших составных частей количественной теории мутационного процесса стали исследования Тимофеева-Ресовского по вероятностям возник-
новения прямых и обратных мутаций. В 1934 г. он провел ряд экспериментов, показавших впервые, что сочетание нескольких рецессивных мутаций, каждая из которых порознь снижает жизнеспособность, может привести к повышению жизнеспособности особей, показав роль рецессивности и доминантности генов в эволюции. В 1930-е годы совместно с М. Дельбрюком (впоследствии лауреа- том Нобелевской премии) Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский про-
вел работы по моделированию структуры генов.
Длительная командировка в Германию обернулась страшной трагедией для Николая Владимировича и его семьи. Когда в конце 1930-х годов ученый решил вернуться на Родину, ему передали письмо Н. К. Кольцова. В нем Нико-
лай Константинович описывал репрессии, которым подвергались генетики в нашей стране в те годы, и настоятельно советовал подождать с возвращением до лучших времен. Так Н. В. Тимофеев-Ресовский стал «невозвращенцем». Война 1941–1945 гг. усугубила положение Николая Владимировича. Его стар-
ший сын, член подпольной антифашистской организации, погиб в концлагере Маутхаузен. Тем не менее Тимофеев-Ресовский, рискуя своей жизнью и семьей,
18
помогал советским военнопленным и спас немало жизней. После окончания войны он получил несколько приглашений переехать со своими немецкими коллегами в США или в страны Западной Европы, но ученый хотел вернуться на Родину, передать своему народу накопленные знания.
Весной 1946 г. Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский отказался от предложения перевести свой отдел в предполагаемую зону американской ок- купации и сохранил весь коллектив и оборудование до прихода Советской Ар- мии, однако был обвинен в невозвращении на Родину и попал в Карагандин- ский концлагерь, где едва не умер. Полумертвого его разыскали и после лече-
ния в тюремной больнице перевезли на секретный объект атомной системы на Южном Урале (г. Сунгуль). Он был не свободен, но имел все необходимое для жизни и научной работы. Начался знаменитый Уральский период в жизни Ти-
мофеева-Ресовского. Он возглавил первые исследования по биологическому действию радионуклидов и их судьбе в экосистемах, был заведующим лабора- торией, не имея даже кандидатской степени. К нему потянулись и ученые, и не- дипломированная молодежь – Николай Владимирович притягивал не только сво- ей высочайшей научной квалификацией, но и необыкновенностью своей нату- ры. Он был и аристократом (балетоманом, искусствоведом), и простым рус-
ским мужиком.
Николай Владимирович оставался заключенным до 1953 г. С осени 1955 г. по приглашению П. Капицы и И. Тамма читал лекции на семинаре в Институ-
те физических проблем («капицинском») – о наиболее актуальных вопросах современной генетики. В 1956 г. в Институте биологии Уральского филиала АН СССР Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский создал лабораторию биофизики с летним стационаром в Миассово, в Ильменском заповеднике, где проводил семинары по самым общим проблемам биологии и биофизики, на которые приезжали известные ученые. Николай Владимирович читал курсы основ общей популяционной и радиационной генетики, теории микроэволю-
ции, учения о биосфере, об элементах биогеоценологии. В 1959 г. в МГУ была создана кафедра биофизики, и студенты этой кафедры стали приезжать в Ми- ассово. Вот как характеризует этот период времени ученица Тимофеева-Ресов-
ского М. Я. Чеботина: «Миассовский период при Николае Владимировиче был не только самым интересным, но и самым важным с точки зрения того вклада, который он внес во все последующие жизненные ситуации. Он заложил в нас ту фундаментальную основу, на которой в дальнейшем строилось не только отношение к науке, но и к жизни. Миассово было тогда Божественным храмом науки, а Николай Владимирович в нем – Бог, Учитель, Святой». В 1955 г. была снята судимость с Н. В. Тимофеева-Ресовского, и после 30-летнего перерыва он смог приехать в Москву. В 1957 г. защитил докторскую диссертацию, одна- ко ВАК не утвердила результатов защиты. И только в 1964 г. Николаю Влади- мировичу после повторной защиты удалось получить степень доктора биоло- гических наук. Он становится заведующим Отделом радиобиологии и генети-
ки Института медицинской радиобиологии АМН СССР в г. Обнинске. К этому периоду относятся его контакты с белорусскими генетиками (в частности, с его другом П. Ф. Рокицким) и его приезд в г. Минск в качестве оппонента по докторской диссертации Н. А. Троицкого.
19