Планета бактерий

Мы публикуем стенограмму передачи «Наука 2.0» – совместного проекта информационно-аналитического канала «Полит.ру» и радиостанции «Вести FM». Гость передачи – доктор биологических наук, заведующий лабораторией Института молекулярной генетики РАН, профессор Университета Ратгерса (США) Константин Северинов. Услышать нас можно каждую субботу после 23:00 на волне 97,6 FM.

Анатолий Кузичев: «Наука 2.0» в эфире радиостанции «Вести FM». Напомню, что это совместный проект с порталом «Полит.ру». От «Полит.ру» здесь Борис Долгин и Дмитрий Ицкович, от радиостанции «Вести FM» -Анатолий Кузичев. Во второй раз подряд наш гость - Константин Северинов, доктор биологических наук, зав.лабораторией Института молекулярной генетики РАН, профессор Университета Ратгерса США. В прошлый раз мы разговаривали об устройстве науки, о том, как нам обустроить российскую науку и почти это придумали.

Как-то в телевизионной версии программы «Наука 2.0» наш гость сказал, что планета количественно принадлежит вовсе не нам, а бактериям. Продолжим разговор про бактерии. Как они себя чувствовали в летнюю жару, от которой мы все так страдали?

Константин Северинов: Это вообще интересно, как живой организм, а не только бактерии, адаптируется к изменениям температуры.

А.К.: Вот такой живой организм как Дима Ицкович - не очень хорошо.

Дмитрий Ицкович: Нет, я как раз прекрасно. У меня есть рецепт – я в баню хожу, и отлично себя чувствую.

К.С.: А теперь представьте, что происходит внутри, на клеточном уровне. Одно дело, что вообще как-то тяжело, а у кого-то, не дай бог, сердечный приступ. Но все это, в конечном счете, реализуется на уровне отдельных клеток. Да и на уровне бактерий это удобно смотреть. Выясняется, что механизмы эти очень консервативные.

Д.И.: То есть наши клетки ведут себя точно так же, как отдельные бактерии?

К.С.: Нет, просто наши клетки и бактерии имеют общий эволюционный корень, они все произошли от одного предка. И когда жизнь только возникла, самое страшное, что может произойти с живым организмом – это резкое изменение температуры. В любую сторону.

И те механизмы, которые выработала жизнь, которые позволяют им бороться, как-то адаптироваться к изменениям температуры, они общие. Консервативные – это значит, что очень старые, возникли когда-то очень давно. Это есть и у меня, и у вас, и у бактерий. В случае адаптации к высокой температуре – это именно так.

Д.И.: Клименко говорил, что коридор колебаний среднегодовой температуры восемь градусов. В общем, это то, что биота выдерживает.

К.С.: Нет, например, для кишечной палочки, которая живет у нас в кишечнике и привыкла к 36,6 градусам, реальный температурный режим, в котором она может жить – от 12 до 50 градусов, то есть очень широкий.

Д.И.: Где ж она таких людей-то находит?

К.С.: Кишечная палочка живет в нас, но иногда она попадает, прошу прощения, наружу, где средняя годовая температура по планете – 12 градусов.

Д.И.: Про это я вам и говорил, что у нас коридор колебаний средней температуры – 8 градусов.

К.С.: А попав наружу, ей ведь нужно как то выжить.

А.К.: Если в Якутии она наружу попадает – то все. Да?

К.С.: Тоже не так, есть способы выживания. Основной посыл в том, что поскольку на Земле есть крупные колебания температуры, большинство свободноживущих форм научились как-то с этим бороться. Теплокровные животные вроде нас с вами научились с этим бороться, сделав внутреннюю температуру более или менее постоянной. И тогда проблема до некоторой степени решается. Хотя когда у нас возникает какое-то воспаление, повышается температура, у нас тоже возникает то, что называется тепловым шоком. Повышение температуры выше физиологической – это тепловой шок, понижение температуры - это холодовой шок. И то и другое – это стресс для клетки, и с тем и с другим стрессом клетки борются. Если они не могут с ним бороться, они умрут. И тогда конец истории. Тепловой шок, что для нас актуально, связан с денатурацией белков. Это чуть-чуть похоже на то, когда вы варите яйцо.

Д.И.: Не чуть-чуть, а очень похоже.

К.С.: Так вот, белок, который мы едим, когда яйцо сварили – это денатурированный, свернувшийся белок. У ученых это называется денатурация, то есть свернувшийся до некоторой степени. В клетке в нормальных условиях все белки, молекулы белков собраны, как бы свернуты каким-то специальным образом, и все эти белки – некие молекулярные машины. Все они что-то такое делают, выполняют какие-то важные биохимические функции. Но все эти белки, когда они свернуты или собраны – это состояние не постоянное. И если температуру чуть-чуть повысить, то белки начинают денатурировать, как яйцо вариться. Это очень плохая новость для клетки. И повышение количества денатурированных белков внутри клетки является сигналом теплового шока.

Д.И.: Они могут обратно разденатурироваться?

К.С.: Сами по себе не могут, но есть специальные белки, которые называются «белки теплового шока» или шаперонины. Шаперонин – это то, что тебя сворачивает обратно. В chape приводит.

Д.И.: То есть может вареное яйцо сделать опять сырым?

К.С.: Да.

Д.И.: Например, тебе жена говорит: «Иди, Толя свари, пожалуйста, яйцо «в мешочек», а ты переварил». Раз туда шейп!

К.С.: Это есть и у нас, и у бактерий. У нас у всех, у всего живого совершенно один и тот же механизм ответа на тепловой шок. Более того, у бактерий, которые живут на Камчатке в 65 градусной воде, тоже бывает тепловой шок - когда их поместишь в воду 75-градусную. Дело только в дельте, разнице температур. А ответ всегда один и тот же – от повышенной температуры белки начинают денатурировать, терять свою правильую форму. В ответ клетка индуцирует, то есть начинает производить специальные белки – шаперонины – белки теплового шока, которые белки обратно сворачивают. Сворачивают они их очень интересно. Белки теплового шока – это такая «бочка» с дыркой внутри. И каждый белок, который денатурировался, протягивается через эту бочку, разворачивается совсем, и выходит наружу, как в «Коньке-Горбунке», новый, красивый и хороший. Поэтому он опять может работать. Раньше, когда он денатурировал, он и работать не мог, не мог выполнять биохимическую функцию, дыхание, что угодно.

Д.И.: Вопрос: жила себе бактерия прекрасно при температуре 65ºС, потом вдруг 75 ºС.

К.С.: У нее есть выбор: или умереть, потому что в ней в результате такого изменения физических условий белки начали денатурировать, или выжить. Ведь то, что работало, теперь не работает - частично сварено.

Д.И.: Она, значит, выделяет такую «бочку», мастерскую, через которую протягивает эти белки, и они опять начинают работать. А температура продолжает быть 75ºС?

К.С.: Да, но «бочек» теперь там много уже.

Д.И.: Они постоянно их чинят.

К.С.: Самый интересный вопрос: откуда «бочки» взялись?

Д.И.: То есть дальше эта бактерия будет долго жить при 75 ºС? Это вопрос для нас. Если у нас в Москве теперь всегда будет 40 ºС – долго ли мы проживем?

К.С.: Ответ более сложный. Если вы посмотрите на клетки, то они всегда растут, делятся бинарно, растут с какой-то скоростью. При нормальной физиологической температуре они делятся и делятся, и всем хорошо. Теперь вы их перевели на высокую температуру, им стало плохо и перво-наперво они прекращают расти. Есть довольно длительный период, он называется периодом акклимации, когда они пытаются понять, что же им теперь делать. Именно в это время производятся эти «бочки», которые будут чинить.

А.К.: А кем производится?

К.С.: Той же самой клеткой. Интересный вопрос как это происходит. А после того, как достаточное количество этих шаперониновых «бочек» сделаны, и они все починили, вы достигли некого нового равновесия. Белки денатурируют, потом опять собираются в норму, и клетка продолжает расти.

Д.И.: Уже при 75 ºС?

К.С.: Да, есть исходный, нормальный рост, потом акклимация, а потом все будет хорошо.

А.К.: А период акклимации какой?

К.С.: Он сравним со временем деления клеток.

Д.И.: Я думал, что какой-нибудь серьезный научный ответ мы получим, а нам говорят так: либо умрете, либо акклиматизируетесь.

К.С.: Нет, нет, нет. Зависит от того, быстро ли вы накопите эти самые белки теплового шока. Если вам сейчас плохо, возможно у вас они просто еще не накопились.

А.К.: Дима, в начале ты пошутил про баню, а сам как клетка поступаешь.

К.С.: Кстати говоря, к вопросу о бане: точно так же клетки борются со спиртом.

Д.И.: А что с ним бороться?

К.С.: Подождите, в 1980-х годах была грандиозная загадка: если взять бактериальные клетки или дрожжевые клетки и начать их травить. Их можно травить, например, подняв температуру, а можно травить, добавив спирт в их культуру, а можно травить, добавив какой-то яд. Первое, что клетки делают – они прекращают расти, то есть попадают в период акклимации. Потом вы видите, что эти клетки как безумные начинают производить всего два или три белка – это белки теплового шока, компоненты вот этой «бочки». А потом все хорошо, и они опять начали расти. Почему так происходит? Потому что самые разные внешние воздействия имеют один и тот же эффект, они просто денатурируют клеточные белки. То есть спирт и повышение температуры в этом смысле одно и тоже. А потом просто идет гомеостатический механизм, который опять приводит вас в норму.

Д.И.: Не понял рекомендацию со спиртом. С баней понял, со спиртом не понял. Так надо спирт в жару?

А.К.: Нет.

Борис Долгин: Хорошо, температура вернулась, что происходит дальше?

К.С.: Если все пошло вниз, то вы забыли все это дело, но какое-то количество времени у вас количество белков теплового шока все равно будет оставаться повышенным. Поэтому повторное повышение температуры позволит вам легче адаптироваться. Это как с ядами. Были средневековые рецепты, как бороться с отравлением: приучаться к мышьяку и так далее. Вы просто повышаете репарационный потенциал клетки, потому что у вас увеличивается количество специальных машинок, которые все это чинят.

Д.И.: Про машинки: где их взять?

Б.Д.: И откуда они вообще взялись?

К.С.: Ну а как вообще мерить температуру? Должен быть термометр. Термометром является разрушение, денатурация белков. Это отличный встроенный внутренний термометр. То, что я вам сейчас рассказал, предполагает, что у клетки должен быть какой-то адаптивный ответ, позволяющий резко увеличить производство белков теплового шока, компонентов этой «бочки». Но это происходит только тогда, когда температура повышается. Потому что если температура низкая, то вам это не нужно.

Возникает вопрос: как это работает? Над этим люди думали, наверное, лет 15, масса людей этим занималась, и механизм оказался исключительно интересным. Даже не интересный, а элегантный. Вообще все, что эволюция отобрала, всегда очень элегантное, такое простенькое. Все это работает так, что на нормальной, на обычной температуре белки теплового шока, компоненты «бочки» просто не производятся. Их нет вообще. Не производятся они потому, что есть ингибитор их синтеза.

Д.И.: Ингибитор - не помню что такое.

К.С.: Замедлитель. Есть нечто, что не дает им работать. Этот ингибитор и является до некоторой степени термометром, потому что этот ингибитор первый …

Д.И.: Он первый сворачивается?

К.С.: Да! Смотрите, какой вы умный! Он действительно первым сворачивается, денатурирует. Представляете, какая красивая идея? Он сделан так, что он самый, самый чувствительный. Это такой переключатель электрической сети, который все включает. Как только вы подняли температуру выше какого-то предела, первое, что происходит…

Д.И.: Похоже на пробки.

К.С.: Да, первое, что происходит – это ингибитор денатурирует, потому что он таким образом меряет температуру. За счет этого начинают производиться, как бешеные, эти самые компоненты «бочечки»… А потом все начинает собираться, собираться, собираться. А когда температура понижается, то ингибитор возвращается в нормальное состояние …

Б.Д: То есть его очередь – последняя?

К.С.: Его те же «бочки» чинят в итоге. Сначала ведь ингибитора мало, а когда температура высокая, денатурированных белков очень много. Поэтому «бочки» не знают, что они чинят. Они чинят все подряд. Но когда они все более или менее починили, то этот ингибитор тоже починился. Они тем самым сами себя выключают. Это система обратной связи. Она очень простая, и это изобретенный клеточный термометр, который позволяет нам бороться с температурой.

А.К.: Интересно. А зачем еще все это нужно - то, что вы знаете и говорите?

К.С.: Во-первых, это красиво.

Д.И.: Мы людей сейчас развлекли во как!

А.К.: И нас тоже. Это действительно очень интересно и очень красиво.

Д.И.: Ситуация выглядит следующим образом: все белки производятся, грубо говоря, всегда, кроме тех, которые на этот момент заблокированы?

К.С.: Да, а потом проблема в том, что когда что-то изменилось, как дифференциально включить именно эти белки, и как сделать это по возможности просто? Потому что если система будет очень сложная, как-нибудь сломается или что-то еще произойдет. А эта система внутренне запрограммирована. Потому что регулятор, или ингибитор и есть температурный сенсор. Если про это подумать, посадить инженера и заняться этим делом, он бы почти наверняка что-нибудь именно такое и придумал, в какой-нибудь термопаре и прочее. Пошел столбик ртути расти, дорос до чего-то - контакт какой-то организовался и все пошло.

А.К.: Это все очень интересно. Давайте свяжем это с нашим прошлым разговором относительно того, зачем нужна наук». Вот какой-нибудь талантливый, скажем я, организатор науки, у которого большой бюджет, говорит...

К.С.: Вы помните, что самое главное – бюджет должен быть?

А.К.: «Бочки» – во! Ингибиторы – вообще обалдеть…

Д.И.: Спирт, реакции, все, что мы так любим.

А.К.: Но зачем тебе деньги для всего этого. Костя, что ты будешь с этим делать? Для чего это?

К.С.: Первое. Есть довольно большая проблема с производством целевых белков в биотехнологии. Что это означает? Вы делаете некую трансгенную клетку: вот у вас есть клетка и она производит массу всего, но вы хотите, чтобы она производила что-то особенное, нужное только вам.

Б.Д.: Для этого нужно настроить механизм включения - выключения именно нужного, избирательного.

К.С.: Я знаю и говорю вам, как талантливому организатору науки, такой способ. Ведь есть эти белки теплового шока - компоненты этой самой «бочки», у них есть такая регуляция, которая позволяет простым повышением температуры привести к тому, что эти белки будут синтезироваться в огромных количествах. Значит, тот механизм, который я вам описал, позволяет мне теперь производить какой-то целевой, очень нужный белок. Например, интерферон или что-нибудь такое, фактор роста, просто совместив регуляторную систему активации за счет теплового шока, подведя туда уже другой ген. Уже у меня не «бочки» будут производиться. Точнее, вместе с «бочками» будет производиться еще какой-то целевой белок.

Это будет хорошо, потому что это дешевая система: вы растите, ферментируя, какую-нибудь культуру клеток. Подняли чуть-чуть температуру, и если до этого у нее ничего не производилось, тут начинает производиться целевой продукт. Второй вариант. Подавляющее большинство белков, которые производятся в биотехнологии, а их производят много, и они тогда плохо сворачиваются. А несвернутый белок – это не работающий белок. Антитела или какие-то факторы роста, масса белков, которые мы используем, которые нужны в фармакологии, должны быть правильно свернуты. Это очень большая проблема.

Выясняется, что в клетке все устроено эволюционно. Когда белка производится столько, сколько надо, он сворачивается хорошо. А когда белка производится очень много, а нам нужно много для нашей практической деятельности, выясняется, что он производится плохо. Причина, вот какая, я вам несколько наврал. Эти «бочки» всегда присутствуют, просто их обычно очень мало, потому что вообще всегда, когда белок производится, а производится он на рибосоме, это такая специальная фабрика. Так вот, на этой рибосоме белки сворачиваются правильным образом, поэтому и называются шапероны, за счет присутствия белков теплового шока. Но эта функция не связанная с теплом, она с другими вещами связана.

А.К.: И тут организатор науки заскучал.

К.С: Нет, подождите. Я, зная про то, как это работает, могу организовать не только простые системы, когда можно производить белок, но и так, чтобы производить его хорошим, чтобы он был правильный, свернутый, функциональный.

А.К.: Оживился.

К.С.: Это тоже хорошо. Третье, выясняется, что сейчас на белки теплового шока есть масса терапий, и их самих используют в качестве терапии при раке и так далее, что тоже оказалось полезным.

Д.И.: То есть ими можно чинить белки, которые ломаются?

К.С.: Да. В принципе, если придумать некую систему как чинить не все белки, а только какие-то, избирательно, то вы вообще будете королем. У вас все будет совершенно замечательно. Масса болезней связана с тем, что что-то произошло не так, как надо. Например, Альцгеймер – это как раз болезнь свертки белка. Какой-то белок, который обычно у нас плавал в качестве единичной молекулы, и все было хорошо, вдруг начинает образовывать такие фибриллы, такие длинные как канаты молекулярные, и в результате у нас образуются характерные бляшки альцгеймеровские, а потом теряется память. Но очень может быть (и в принципе используется) терапия с heat-shock белками теплового шока. Делаются попытки использовать это для лечения болезни Паркинсона.

Вообще говоря, есть общий способ чинить белки. Всякую болезнь, связанную с нарушением функции белков, можно лечить таким образом. А болезней таких масса. Это исключительно интересная фундаментальная наука, она позволяет даже на каком-то простом примере почувствовать, какую-то красоту, какую-то самодостаточность этой фундаментальной науки. Но безусловно есть и практические выходы.

Д.И.: Хорошо, но это были, как вы выразились, клетки?

К.С.: Бактерии. У нас у всех то же самое.

А.К.: То же самое?

К.С.: Да-да, в том-то и дело. Это то, что возникло очень давно, а раз оно так хорошо работает, другого и не надо.

Д.И: И эта «бочка», она универсальна, она во всех клетках одинакова?

К.С.: Она очень похожа. У нас с вами и у шимпанзе белки, в общем, очень похожие, но не совсем. Какая-то разница есть.

Д.И.: Но можно взять эту самую «бочку»у шимпанзе и починить человеческую?

К.С.: В принципе, да. На уровне пробирки, безусловно, можно. Это в свое время была безумная загадка – люди взяли кишечную палочку, а другой кто-то изучал клетку раковую - Хиля клетку. И почему-то и тот и другой ученый, ничего не зная друг о друге, подняли температуру, а потом смотрят, что происходит с клеткой. И они видят: Батюшки светы! Все остановилось, но вот четыре белка производятся в огромных количествах, а потом все опять стало нормально. И выясняется, что и у этой раковой клетки, и у кишечной палочки одни и те же белки, в общем-то, производятся. Можно показать, что они похожие. И все ходили, чесали репу и думали: ну что же это такое - все-таки такие разные клетки, все у них такое разное, и как они на все это так одинаково реагируют? А теперь это выяснилось.

А.К.: А сколько на планете видов бактерий?

К.С.: Сколько звезд на небе. Сложно ответить.

А.К.: Про количество видов. Или каждая бактерия и есть вид?

К.С.: Нет, нет. У них нет определения вида. Миша Гельфанд здесь выступал, по-моему, он про это говорил. У них определение вида несколько количественное. Если у вас ДНК идентична с другой бактерией на 97% или больше, то принято считать, что это один и тот же вид. Но с другой стороны, та же кишечная палочка, будучи одним и тем же видом, может различаться по размеру генома почти в два раза. То есть лабораторный зверь, как в зоопарке живет, под названием кишечная палочка, у нее геном 2 млн. пар оснований. А есть такой страшный, в госпиталях выделяют, тоже кишечная палочка, которая приводит к страшным кишечным расстройствам и может даже привести к смерти.

Д.И.: Как ее зовут?

А.К.: Будешь теперь избегать ее?

Д.И.: На всякий случай, надо знать.

К.С.: У них есть масса всяких интересных вариантов. У нее геном в два раза больше, почти 4 млн. пар оснований - и то и другое - кишечная палочка.

А.К.: Я помню, вы собирались сверлить какое-то озеро.

К.С.: Да, в этом году, к сожалению, не будут озеро сверлить. Мы думали, что мы туда поедем, но там возникли технические проблемы.

Б.Д.: В Антарктиде?

К.С.: В Антарктиде. Озеро Восток.

А.К.: А расскажите нашим слушателям, кто не смотрел телевизионную программу, зачем вы ее сверлить собрались?

К.С.: Это как машина времени. Есть на нашей планете под четырех километровой толщей льда в Антарктиде огромное озеро. Не замерзшее. Такая очень большая линза воды, а наверху над этим льдом стоит станция «Восток» Российской антарктической экспедиции. И эти 4 км. сверлили на протяжении 15 лет, а сейчас остановились в 50 метрах от линзы этого озера. А это озеро не сообщалось с атмосферой минимум миллион лет, а скорее всего больше.

Б.Д.: То есть должно было сохранить в себе состоянии…

К.С.: Вы читали «Затерянный мир» Конан-Дойля? Как там профессор Челленджер в Бразилию поехал, а там динозавры. Вот это очень похоже.

Д.И.: А не замерзло оно почему?

К.С.: Там тепло снизу идет. Там уже материк.

А.К.: А что вы надеетесь найти?

К.С.: Возможно, я плохой ученный…Знаете, «плохой физик и плохая жена», я не знаю. Мне интересно. Я хочу что-то найти, а что, я не знаю.

Б.Д.: Грубо говоря, вы хотите там найти то состояние ситуации с бактериями, которая была тогда.

К.С.: Я хотел бы это сделать. Я хотел бы сравнить бактерии, которые есть там с ныне существующими формами. Посмотреть, есть ли какие-то отличия. Если там, вообще есть бактерии, конечно. У меня есть некая идея, которую я хотел бы проверить. Вкратце такая: в 1950-х годах стали очень широко использовать антибиотики, и вдруг оказалось, что те болезни, которые, казалось, мы вылечим и навсегда победим, например, туберкулез, и действительно стали сходить на нет, они возникли опять. Причем возникли в очень неприятной форме, которая называется «множественная антибиотикоустойчивость». Бактерии вдруг стали устойчивы к тем антибиотикам, которыми их до недавних пор лечили.

Д.И.: Тоже, наверное, «бочками» лечат?

К.С.: Всякими да. И очень может быть, что через 20-30 лет мы, наконец-то, найдем способ лечить людей от рака, но они все у нас умрут от поноса, какого-нибудь, вызванного кишечной палочкой. Потому что все бактерии станут устойчивыми к антибиотикам. Антибиотикоустойчивость распространилась по всему миру как пожар. Действительно, за несколько лет вдруг оказалось, что и в Росси, и в Америке, и в Японии вдруг все бактерии стали такими.

А.К.: А как они передают это друг другу?

К.С.: Это интересный вопрос. 1950-е годы - это было время распространения дешевого транспорта – самолета, гражданской авиации. Одна из точек зрения была, что просто все летают и передают. С точки зрения практической, например, когда был весь этот шум по поводу птичьего или свиного гриппа, я уж не помню какого, я прилетал сюда из Америки. Тут же наш самолет откатывали куда-то и у всех измеряли температуру, чтобы мы какую-нибудь дрянь сюда не привезли. Это практическая мера здравоохранения или эпидемиологического контроля, вызванного такой точкой зрения, что лекарства, какие-то вирусы или патогенные организмы просто завозятся откуда-то. Они где-то есть, а потом их просто завезли.

Но есть другая точка зрения. Возвращаясь к тому, откуда взялись антибиотикоустойчивые бактерии. Возможно, они были всегда, и, скажем так, летали. Показано, что многие виды снега, снежинки, собственно кристаллы снега индуцируются бактерией, которая сидела там где-то в облаке, и вокруг нее стал расти этот замечательный кристалл.

Д.И.: То есть это одежда бактерии? Снегурочки!

К.С.: Да, Снегурочки.

Д.И.: Теперь, я знаю, что такое Снегурочка.

К.С.: Если редкие формы антибиотикоустойчивых бактерий всегда были, то потом мы их фактически отобрали, начав пользоваться антибиотиками одновременно и в Японии, и в России, и в США, но никакого собственно переноса не было. Вернее перенос был глобальный - в масштабах всей планеты, и он продолжается. А мы есть – это та среда, в которой эти бактерии живут, и мы их там отбираем. Очевидно, что такой взгляд на вещи показывает, что никаких самолетов не надо контролировать. Ни при чем они совсем.

К чему я все это говорю? Если бы можно было получить действительно древние, свободные от заражения формы бактерий, жившие миллион лет назад, было бы очень интересно посмотреть, есть ли у них там генная устойчивость к антибиотикам. Потому что уж тогда точно ни врачей, ни больниц, не было. А сделать это довольно просто. Это почти что естественный результат. Ведь антибиотики тоже производят бактерии, они их производили за миллионы лет до того, как возникли люди или, тем более, того, как мы их стали использовать в практических целях. Для бактерий антибиотики – это способ общаться друг с другом, это химические сигналы. И феромоны. Они, действительно, должны быть к ним устойчивыми, гены всегда эти есть. Но в этом году этого бурения не будет.

А.К.: Жаль.

Б.Д.: А когда это будет?

К.С.: Возможно, в следующем году.

Б.Д.: А кто организует экспедицию?

К.С.: Российская антарктическая экспедиция. Есть такой замечательный институт в Питере - Институт Арктики и Антарктики Росгидромета. У них есть кораблик «Академик Федоров», такой красный, он ездит и в Антарктику, и в Арктику. У них есть самолет, у них есть масса всего, и они поддерживают огромное хозяйство, которое Советский Союз начал делать еще в 1950-х годах. Все эти станции.

А.К.: Константин, я боюсь вас обидеть, но я правильно понимаю, что вы занимаетесь молекулярной генетикой?

К.С.: Знаете, все эти названия существуют только в списке ВАКа. Есть такая организация, у них есть список специальностей. Если вы меня спросите, что такое молекулярная генетика и как она отличается от молекулярной биологии и до некоторой степени биохимии и вирусологии, биотехнологии, мне будет очень сложно сказать. Но я профессор молекулярной генетики, да.

А.К.: А доктор биологических наук?

К.С.: Да, по специальности «молекулярная генетика».

А.К: Я хотел спросить про передний край этой самой молекулярной генетики, есть ли он?

К.С.: Четкого края нет. Это очень широкая область.

А.К.: Направление общее – куда?…

Д.И.: Куда дует?

К.С.: К вопросу о молекулярной генетике. Сейчас возникла новая концепция, связанная с грандиозными техническими сдвигами, которые произошли в последние 10 лет. В частности с секвенированием, способностью очень быстро определять очень большое количество последовательностей ДНК. И с некоторыми другими, например, с масспектрометрией. Да множество есть всяких новых технологических прорывов, которые приводят сейчас к развитию системной биологии.

Считается, что если до недавних пор мы все были такие редукционисты, и каждый из нас выбирал свою любимую систему, но почти никто не изучал всю систему. Вот я вот вам рассказывал про эти белки теплового шока. Кто-то изучал «бочки», а кто-то температурный ответ. На самом деле, большинство людей изучали компоненты «бочки», потому что сама эта «бочка» состоит из пяти-шести белков. То есть как у Козьмы Прутькова - узкий специалист подобен флюсу. И это была некая вынужденная мера, потому что работать было тяжело, методы были сложные, и невозможно было понять, оценить всю картину. Ведь понятно, что в клетке всё друг с другом взаимодействует, но само изучение взаимодействия между макромолекулами приводит к каким-то, в конечном счете, интересным физиологическим ответам. Возможности объять это все взглядом, понять, не было ли до недавних пор. А сейчас она появилась, и это до некоторой степени связано с этой искусственной клеткой, которую недавно сделали. Теперь у нас гораздо больше возможностей делать очень сложные вещи. Злые языки говорят, что при этом качество падает. То есть, если вы изучаете одну систему, вы ее можете изучить очень хорошо, а так вы все обозрели, но…

А.К.: Качества чего?

К.С.: Понимания.

А.К.: Я придумал, я сидел и напряжено размышлял, как использовать наше знание о спирте и о …

Д.И.: «Бочках».

К.С.: Зимой, если вы будете пить достаточное количество спирта, то возможно, летом, если вы доживете, вам легче будет перенести жару.

А.К.: Сидит Дима, заходит жена, руки в боки: Ты чем тут занимаешься? Пьешь? - Нет. К жаре готовлюсь.

Д.И.: «Бочку» тренирую. Полезная наука. Очень полезная вещь.

К.С.: Но можно на это посмотреть и с другой стороны. Жаркое лето вас кондиционирует и готовит к тому, чтобы зимой вы могли спокойно пить и хорошо себя при этом чувствовать.

А.К.: Мне кажется, сейчас слушатели нас могут немножечко не так понять. Мы шутим, что бы вы понимали, друзья.

Б.Д.: Мы не занимаемся пропагандой алкоголизма.

А.К.: Наоборот, потому что все ученые, в том числе Константин Викторович, скажут вам, что спасаться от мороза или, тем более от жары, выпивая – это бессмыслица.

К.С.: Это так. Я не очень убедительно это сказал?

А.К.: Да, вы как будто сомневаетесь.

К.С.: Нет, я просто подумал, как бы это могло работать. К сожалению, у меня мозг так устроен, что я должен сначала подумать, перед тем как сказать.

А.К.: Это да, и наверное, неправильно. У нас на радио все по-другому. Мы говорим, а потом в конце начинаем уже…

Д.И.: Интересно, если человек травится такими вещами, как спирт, еще чем-то, то таким образом действительно себя тренирует?

К.С.: Это действительно так, но надо понимать, например, что если в былые времена кто-то к стрихнину таким образом приручался, приучался…

Д.И.: Приручался – человек говорит с точки зрения бактерии! Слуга стрихнина.

К.С.: Удивительным образом, так как клеточный ответ на все такие стрессы один и тот же, неважно к какому именно стрессу вы себя тренируете. И такого рода случаи в истории тоже были описаны, когда человек кондиционировал себя к одному яду, а потом вдруг проявлял удивительную устойчивость и к другим. Потому что система очень общая, и в этом смысле, что температура, что стрихнин, что спирт, что еще что-то такое …

А.К.: То есть получается, ходя регулярно в баню, вы себя таким образом к стрихнину в том числе тренируете?

К.С.: Не вполне так, потому что в бане внутренняя ваша температура е меняется. В основном у вас температура кожи только повышается.

А.К.: Хорошо, регулярно выпивая спирт, вы себя к стрихнину в том числе тренируете?

К.С.: Вот это более возможно. Или повышая каким-то образом температуру.

А.К.: А каким образом можно повышать температуру?

К.С.: Температура повышается в ответ на воспаление. Это организменный ответ на воспаление. А воспаление вы можете вызвать, вколов себе под кожу какой-нибудь антиген, против которого будет иммунный ответ, но это вам, наверное, не очень будет приятно.

А.К.: Нет, лучше наш классический способ, мне кажется.

Д.И.: А про температуру, которая образуется, в ответ?

К.С.: Это тоже очень интересно. Естественно, повышение нашей температуры – это очень сложный эффект, но одна из идей, по-видимому, правильная, совершенно замечательная. Ведь клетки очень умно устроены, слава создателю, или эволюции. Но если у вас есть, например, какая-то вирусная инфекция, у вас повышается температура. Одна из причин этого такая. Дело в том, что температура повышается потому, что вирусные белки, белки того вируса, который вас поразил и начинает у вас там размножаться, точно так же денатурируют, как и все остальное. Вообще говоря, эта частичная денатурация предотвращает развитие вирусной инфекции. А дальше вопрос в том, что …

Д.И.: А «бочка» чинит только свои белки?

К.С.: Она имеет преференции, лучше чинит свои, чем вирусные, что уже хорошо. Кроме того, время пока у вас повышенная температура, обычно это неделя где-то, перед тем как у вас все нормально станет, его достаточно, чтобы вирус уже дальше не стал размножаться. То есть там некий хитрый баланс идет.

Д.И.: Это известная вещь - если человек болеет и температура при этом не повышается, то это опаснее, чем повышение температуры.

К.С.: Да, температура – это, в частности, способ борьбы нашего организма с вирусом.Но вирус чувствует повышение температуры следующим образом: белки вируса, необходимые ему для размножения и жизнедеятельности, просто перестают функционировать.

Д.И.: Поэтому врачи и не советуют сбивать температуру, пока она не доходит до какого-то опасного уровня?

К.С.: Да, нам плохо, но ему еще хуже. Таким же образом лечат рак. Когда проводится химиотерапия, используются лекарства, которые не полезны организму, но раковым клеткам они не полезны еще больше.

Д.И.: Ну да, или народный способ, который мы все знаем - от простуды лечиться. Нам, конечно, плохо, а им еще хуже.

А.К.: Меня этот мотив смущает, давайте уж лучше попрощаемся. Константин Северинов был у нас в гостях на протяжении двух программ. Константин, поверьте, будем рады видеть вас у нас еще не раз.

К.С.: Спасибо большое.

А.К.: Доктор биологических наук, зав.лабораторией Института молекулярной генетики РАН, профессор Университета Ратгерса в США. Вели программу от «Полит.ру»: Борис Долгин, Дмитрий Ицкович, от радиостанции «Вести.FM» Анатолий Кузичев. Спасибо.

Все: Спасибо.

См. также:

• Разговор Константином Севериновым. Часть 1. Как реформировать управление наукой

• Лекция Константина Северинова. Наследственность у бактерий: от Ламарка к Дарвину и обратно

• Юрий Попков, Геннадий Осипов. Мифы и реалии РАН

• Алексей Крушельницкий. Наука и политика – кто кого

• И.Самахова. «Про ученых и ослов». "Полит.ру", 2 августа 2010 г.
• С.Гуриев. Некоторые комментарии к статье Ирины Самаховой «Про ученых и ослов». "Полит.ру", 09 августа 2010 г.
• М.Фейгельман. «Российская наука: основное – сохранить тех, кто еще умеет работать». "Полит.ру", 11 августа 2010 г.
• И.Самахова. «Реформаторам науки». "Полит.ру", 13 августа 2010 г.
• М. Гельфанд. Ученые отдельно, ослы отдельно. "Полит.ру", 17 августа 2010 г.

• Российская наука: выживание меж двух огней. Размышления биофизика Алексея Крушельницкого накануне Общего собрания РАН
• А. Крушельницкий. Поделить статью на доллар
• А. Крушельницкий, М. Гельфанд. Прозрачный омут Академинторга
• "Прозрачный омут Академинторга": ученые провели журналистское расследование, как осуществляется закупка дорогостоящего оборудования в РАН