Академик Ю.Н.Журавлев: "БИОЛОГИЯ СТАНОВИТСЯ ВСЕ БОЛЕЕ СИСТЕМНОЙ"

В минувшем году сообщество демидовских лауреатов впервые пополнил представитель Дальнего Востока — директор Биолого-почвенного института Дальневосточного отделения РАН академик Юрий Николаевич Журавлев. Первый дальневосточный лауреат — биолог «широкого профиля», одновременно ботаник, зоолог, эколог. Его основные работы посвящены использованию модельных систем в различных областях биологии. Так, впервые применив систему изолированных протопластов, он обосновал гипотезу эндоцитозного поглощения вирусных частиц протопластами растений, которая сегодня принята большинством фитовирусологов мира.
Один из ведущих российских специалистов в области физиологии и биотехнологии растений, инициатор исследований популяционной генетики растений дальневосточной флоры, академик Журавлев занимается также изучением молекулярной генетики популяций перелетных птиц.
Наряду с фундаментальными исследованиями лауреат решает многие прикладные задачи. Под его руководством оздоровлено более 15 сортов картофеля, передано селекционерам более 2000 линий риса, полученных в культуре in vitro, разработаны холодоустойчивые и скороспелые формы риса, актуальные для Дальневосточного региона.
Академик Журавлев уделяет большое внимание экологическим проблемам Дальнего Востока. Он был членом наблюдательного совета DIWPA (отделения DIVERSITAS в Западной Пацифике и Азии), возглавлял рабочую группу по защите кедра, результатом деятельности которой стало принятие в 2010 году постановления правительства РФ о запрете на заготовку древесины ряда деревьев и кустарников. Лауреат курирует в Дальневосточном отделении РАН мониторинг и разработку программ сохранения амурского тигра и дальневосточного леопарда, возглавляет комиссию по заповедному делу при президиуме ДВО РАН.
Разговор с Юрием Николаевичем мы начали с традиционного вопроса:
— Профессия ученого-биолога стала для вас осознанным выбором?
— Моя мама Валентина Васильевна работала в библиотеке, и в школьные годы я был страстным читателем. Более того, свое будущее я связывал с литературой. Правда, меня всегда интересовали книги о природе, особенно о природе Дальнего Востока, откуда я родом. Интенсивное чтение не мешало другим увлекательным занятиям — охоте, рыбалке. Утром я выходил из дома с портфелем, якобы, в школу. Вскоре возвращался, оставлял портфель на крыше бани, где тайно хранилось мое ружье. Брал его, отправлялся в лес, охотился на уток и зайцев. На обратном пути клал ружье на место, брал портфель, являлся с ним домой.
Школу я окончил в городе Ишиме Тюменской области, поступил на биофак Уральского университета, где сначала специализировался по зоологии, физиологией растений заинтересовался позже. Несколько полевых сезонов провел в Миассово у великого Тимофеева-Ресовского, прослушал многие лекции Николая Владимировича, познакомился с образом жизни и образом мысли выдающихся людей — гостей Миассово, среди которых был, например, известный медицинский генетик В.П. Эфроимсон, физик И. Тамм, биофизик Л. Блюменфельд и др. Об этих знаменитых научных сессиях много написано и рассказано, но каждый участник вынес из общения с корифеями что-то свое. Мне особо запомнились два напутствия Тимофеева-Ресовского, который однажды в жару перенес заседание в воду: отношение к науке должно быть строгим, а к людям — неформальным, и еще — получив результат, ты должен стать его первым критиком.
Об Урале у меня остались самые лучшие воспоминания, и я горжусь, что стал лауреатом возрожденной здесь Демидовской премии. По окончании УрГУ я выбрал распределение на Дальний Восток. Тогда во Владивостоке как раз создавался наш институт. Дальневосточный регион исключительно привлекателен для исследователя своим огромным биоразнообразием. Это касается и животного, и растительного мира, в частности здесь богатейший фонд редких лекарственных и технически ценных растений…
— …среди которых первое место по праву занимает женьшень?
— Да, именно с получения клеточной культуры, или биомассы, женьшеня начались наши исследования по биотехнологии растений. В этой работе принимала участие моя жена Нина Федоровна Писецкая, тогда аспирантка Биолого-почвенного института. Сравнительное изучение химического состава корня дикого женьшеня и полученной в лаборатории клеточной культуры показало, что в последней нет гинзенозидов — именно тех веществ, которые обладают биологической активностью. Мы попробовали трансформировать клеточную культуру с помощью агробактерий и в результате получили клетки женьшеня, в которых содержание гинзенозида доходило до 4%. Так генно-инженерный штамм клеток женьшеня по содержанию целевых веществ приблизился к корню дикого женьшеня. В 1990 году вышла наша статья о первом опыте трансформации медицинских растений в России.
В последующие годы мы проделали огромную работу, исследуя влияние различных генов на метаболизм растений. Благодаря сочетанию методов клеточной и генетической инженерии были впервые получены штаммы трансформированных клеток не только женьшеня настоящего, но и дурмана индийского, кирказона манчжурского, на основе которого создается принципиально новое средство для лечения ишемической болезни сердца, и других растений, содержащих ценные биологически активные вещества. Все они депонированы во Всероссийскую коллекцию клеточных культур.
Перед нами стояла задача увеличить биосинтез биологически активных веществ в клеточных культурах растений, чтобы их можно было использовать в фармакологической промышленности. Мы разработали пакет технологий, благодаря которым выход целевых продуктов многократно возрос, и предложили механизм стабилизации высокой биосинтетической активности. По результатам этих работ получено 15 патентов и авторских свидетельств.
— А что сегодня происходит с популяцией дикого женьшеня?
— Это легендарное растение, которое произрастало по всему Дальнему Востоку и в свое время приносило Приморскому краю ежегодно до 8 миллионов долларов дохода, теперь стало исчезающим. В корейских лесах женьшеня уже нет, он остался только у нас и незначительно в Северном Китае. Популяции дикого женьшеня пострадали не только из-за варварских заготовок ценного корня, но также из-за лесного фермерства, которое существовало на Дальнем Востоке более 200 лет. Люди находили редкие растения, выкапывали их и сажали на лесных плантациях. В результате перемешивались растения из разных мест. К счастью, генетического перемешивания не произошло, потому что перекрестное опыление для женьшеня нехарактерно.
В начале 1990-х годов в нашем институте в рамках программы сохранения экологического разнообразия Приморского края начались популяционно-генетические, филогенетические и таксономические исследования редких и ценных растений дальневосточной флоры с применением молекулярных маркеров. Конечно же, мы изучали генетическую структуру популяции женьшеня: собирали растения из разных мест Приморья, делали генетические анализы, чтобы определить их популяционную принадлежность. Был разработан метод идентификации с помощью генетических маркеров, или спейсеров (от англ. space — пространство). Спейсеры — это разделяющие гены неинформативные отрезки ДНК различной длины, имеющие уникальную структуру. Если использовать 60–80 спейсеров, можно создать генетический «портрет растения», характерного для данной популяции. И на основе этих данных разработать стратегию восстановления структуры популяции.
Сегодня наш институт — главный эксперт по популяциям дикого женьшеня. Впервые фундаментальные результаты комплексных генетических исследований женьшеня были использованы для разработки региональной программы сохранения и реинтродукции этого исчезающего растения. Мы разработали схему, в соответствии с которой растения возвращаются в места, откуда их забрали, а те, что попали туда искусственно, убираются. Эту схему можно использовать для сохранения и восстановления генетического разнообразия и других ценных видов, имеющих статус редких и исчезающих.
— Каким образом вы, специалист в области биотехнологии растений, занялись молекулярной генетикой перелетных птиц и стали защитником амурского тигра?
— Редкие виды перелетных птиц мне были хорошо знакомы как охотнику. Все началось 18 апреля 1990 года. День этот хорошо запомнился. Я тогда охотился на озере Ханка. Подстрелил утку, пошел за ней. Снег уже подтаял, я провалился в воду по пояс. Пришлось раздеться, выжаться. Стою на одной ноге и вдруг вижу — летит еще одна утка-кряква, но необычная: клюв у нее пестрый и оперение другое. И узнаю в ней признаки двух видов — кряквы обыкновенной и черной, или пестроносой, кряквы. Этот гибрид я обнаружил благодаря тому, что случайно оказался в нужном месте в нужный момент. А многолетний опыт охотника и наблюдателя позволил задержать внимание на особенностях морфологии этого экземпляра.
Вместе со специалистами по молекулярной генетике птиц начали мы начали изучать процесс гибридизации этих видов. Выяснилось, что мужские особи представляют собой явные гибриды, а женские морфологически неразличимы. Но мы разработали генетические маркеры и дали количественную оценку интенсивности гибридизации. Вообще Северная Пацифика, включающая северную часть Тихого океана и его прибрежные территории (Камчатку, Сахалин, Приморье, Хабаровский край, Магаданскую область, Корякию, Чукотку, американскую Аляску, тихоокеанские побережья Канады и Японии) — это уникальная зона гибридизации. Совместные исследования с американскими и канадскими коллегами дали удивительные палеогенетические результаты. Например, был обнаружен вид, который обитает только в США и никогда не появляется на российской территории, но имеет генетический материал от нашей утки, которая также никогда не бывает в Америке.
Отношение к амурскому тигру у меня тоже, можно сказать, личное. Я не раз проводил свои отпуска вместе со своими друзьями — специалистами по крупным хищникам, ходил за тиграми по снегу. У меня даже был свой участок и своя «подшефная» тигрица Амбушка, я проследил несколько поколений ее тигрят.
— Каковы перспективы вашей отрасли знания в XXI веке?
— В современной биологии идет переход от множественных представлений к системным, в этом направлении уже сделаны основные шаги. Стремительная трансформация биологического знания началась после расшифровки генома человека. Появились новые науки — биоинформатика, биосемиотика, геномика, метаболомика, которые не укладываются в представления, сформировавшиеся в систематике.
Наука о жизни обретает все более развитый математический аппарат. И в XX веке передовые биологи были хорошими математиками, статистиками, а сегодня без математического обеспечения работа в нашей области знания невозможна. Как и другие естественные науки, биология становится междисциплинарной. Для решения фундаментальных задач создаются полифункциональные коллективы из специалистов разного профиля, способных продуцировать действительно новое знание.
— Будущее любой науки зависит прежде всего от притока молодых сил. Как с этим обстоит у вас на Дальнем Востоке?
— Молодежь у нас очень активная. Талантливые студенты начинают работать в институте с первых курсов, по окончании университета быстро защищаются. Год-два после дипломной работы — и мы получаем сложившихся специалистов. Молодые сотрудники публикуются в лучших мировых журналах, им присылают статьи на рецензию. Тем, у кого высокий импакт-фактор, мы платим надбавку к зарплате, так что молодые ученые могут получать не меньше докторов наук. Думаю, наша технология производства «голов» дает хорошие результаты, так что у нас есть все основания для оптимизма.

Беседу вела Е. ПОНИЗОВКИНА
Портрет С. НОВИКОВА