Конференции

Мы живем в эпоху эпигенетической революции

Международная конференция "Актуальные проблемы общей и космической радиобиологии и астробиологии. Генетические и эпигенетические эффекты ионизирующих излучений", организованная ЛРБ ОИЯИ и научными советами РАН по радиобиологии и астробиологии, проходила в ДМС с 9 по 11 ноября. Чтобы поделиться результатами последних исследований, в Дубне собрались специалисты из Института теоретической и экспериментальной биологии (Пущино), московских Федерального медико-биологического центра ФМБА России, Института биохимической физики, Палеонтологического института, Государственного астрономического института МГУ, Медицинского радиологического научного центра (Обнинск), исследовательских центров и университетов Томска, Екатеринбурга, Кольского научного центра РАН, сотрудники Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ.

Открывая конференцию, сопредседатель оргкомитета директор ЛРБ Е.А.Красавин подчеркнул, что эти встречи весьма успешны, поскольку они не эклектичны. "Думаю, мы будем двигаться в этом направлении, и наши конференции будут привлекать все больше специалистов". Отвечая на вопросы дубненских журналистов, Евгений Александрович сказал: Эта традиционная конференция посвящена актуальным вопросам генетики, эпигенетики, и уже традиционно мы рассматриваем проблемы не только радиобиологии, но и астробиологии. Дело в том, что радиационный фактор объединяет эти две науки, очень близкие друг другу - в вопросах происхождения жизни и генетических изменений тех структур, которые лежат в основе всего живого. Эти конференции проводятся в нашем Институте уже, наверное, пятый год, они плодотворны, объединяют специалистов разных институтов - и Академии наук, и других ведомств. Такие встречи очень полезны, чтобы, как говорят политики, сверять часы. Мы сверяем знания в нашей науке, и я полагаю, что Дубна - то место, где такие встречи должны проводиться на регулярной основе, тем более что наша лаборатория теперь ведущая в стране, потому что Совет по радиационной биологии в РАН возложено возглавлять мне.

Мне очень приятно отметить, что наша сотрудница, выпускница моей кафедры университета "Дубна" Юля Виноградова была удостоена престижнейшей премии, гранта губернатора Московской области - отмечена единственная из всех заявок, поданных сотрудниками ОИЯИ. Она недавно защитила диссертацию, которая была посвящена очень актуальной теме действия различных видов ионизирующих излучений на сетчатку глаза. Это чрезвычайно важно для решения ряда вопросов применения ионизирующих излучений корпускулярной природы для терапии злокачественных опухолей, для решения вопросов космической радиобиологии и фундаментальных аспектов нашей науки.

Главный научный сотрудник Института теоретической и экспериментальной биологии РАН (Пущино) А.И.Газиев (на фото в центре) предложил почтить память недавно ушедших из жизни замечательных ученых и организаторов науки Е.Б.Бурлаковой (ИБХФ РАН) и академика НАН Украины Д.М.Гродзинского. О самой конференции он рассказал так: На этой конференции представлены лучшие доклады, Е.А.Красавин отдается делу организации полностью, чтобы пригласить сюда лучших ученых в этой области. Здесь рассматриваются очень интересные и важные исследования, связанные с воздействием высокоэнергетических галактических частиц на центральную нервную систему. Это очень актуальная проблема. Сложная задача - изучение воздействия малых и больших доз радиации на человеческий мозг, здесь много неясного. Вообще на конференции представлено много интересных докладов, исследующих воздействие разных типов ионизирующих излучений - на животных, на человека. Хочу обратить внимание, что сотрудники ЛРБ, особенно, молодые ученые, показали очень интересные новые данные, результаты мирового уровня. Мне их доклады очень понравились. Я завидую их руководителю, что у него есть такие подготовленные кадры и желаю процветания Лаборатории радиационной биологии и Объединенному институту, чтобы эти исследования развивались и дальше в нашей стране.

- А в какой области ведутся ваши исследования?

- Я почти всю жизнь занимаюсь "ремонтом" ДНК - так называемыми репарациями ДНК. Последнее время интересуюсь вопросом механизмов гибели клеток - при воздействии таких факторов, как ионизирующее излучение или химические мутагены, канцерогены, клеточная гибель усиливается. ДНК из гибнущих клеток освобождается и куда она девается? Сейчас выясняется, что такая ДНК может проникнуть в геном нормальных, живых клеток, встроиться и вызвать мутации. Сейчас уже точно известно, что у больных раком гибнущие раковые клетки дают большие молекулы ДНК, которые с кровотоком могут перемещаться в любой участок организма и там инициировать так называемую трансформацию нормальной клетки в опухолевую. Раньше думали, что метастазы в разных органах вызывают "блуждающие" клетки, оторвавшиеся от опухоли, а сейчас выясняется, что не только клетки, но и их фрагменты могут внедряться в геном нормальных тканей.

А.Мончини (Университет Неаполя, Италия): Мы выделили новую молекулу и назвали ее "марганец-суперокси дисмутезис", и тем самым получили радиационную защиту для здоровых тканей и радиационную чувствительность для раковых клеток. В прошлый раз мы провели эксперимент, чтобы оценить способность этой молекулы защищать нормальный организм космонавтов, например, в случае воздействия тяжелых ионов, таких как галактическое излучение. Сейчас мы повторили этот эксперимент с пучками протонов, чтобы оценить возможность использования этой молекулы для защиты в космических путешествиях. Я сотрудничаю с профессором Евгением Красавиным и Александром Ивановым в ОИЯИ, также работаю в исследовательских центрах Неаполя.

С докладом "Эпигенетическая революция" на конференции выступил А.В.Рубанович (Институт общей генетики РАН, Москва): В первую очередь хочу отметить, что эти ежегодные форумы очень сильные, а в этом году представлены небывало сильные доклады. Причем не только из Дубны, что понятно, но из Томска, Обнинска, очень много талантливых молодых ребят с фантастическими новыми методами. А наши исследования касаются так называемой эпигенетики. Мы все привыкли думать, что мы так друг на друга не похожи, потому что у нас разные гены. Генетическая информация записана как текст в четырехбуквенном алфавите. Выяснилось, что буквы у нас всех в основном одинаковые, отличается примерно каждая тысячная буква. Если вы начнете читать два романа с такими отличиями, то просто не заметите разницы. Значит, есть что-то еще, и этим и занимается эпигенетика. Происходят модификации генов, например, метилирование, и эти модификации работают как гены, но они неустойчивые: могут в поколениях растворяться, могут снова появляться. Такие состояния гена очень важны для формирования наших фенотипических внешних признаков. В первую очередь - они, а не буквы-нуклеотиды. В наших исследованиях выяснилось, что это метилирование генов может происходить в результате действия радиации. Аналогичное метилирование генов происходит в результате старения, и в итоге получается, что радиация работает как фактор преждевременного старения. Его можно даже количественно оценить: если человек всю жизнь работал на оружейном заводе, то заработал дополнительные семь лет со всеми вытекающими последствиями в смысле возрастных заболеваний.

- Вы, оказывается, связаны не только с ЛРБ, но и с ЛНФ...

- Последние двадцать лет я редко езжу в Дубну, как-то не складывается, но всякий раз приезжаю сюда с огромным волнением. Дело в том, что я провел здесь весь 1972 год, тем летом горели леса и торфяники. Я все лето провалялся на пляже, в Институт не ходил, хотя висела дипломная работа. А дипломную практику я проходил в Лаборатории нейтронной физики, где директором тогда был И.М.Франк, а руководителем моей практики ныне покойный, к сожалению, Ю.М.Останевич - замечательный, просто завораживающий человек.

- Это, наверное, было самое начало исследований биологических объектов с помощью нейтронов?

- Да, мы пытались с помощью дифракции тепловых нейтронов устанавливать структуру белков. По аналогии с тем, как Уотсон и Крик по рентгеноструктурным дифракционным картинкам установили двойную спираль ДНК. У Останевича была мысль также исследовать белки. Особого развития это направление не получило, но диплом я сделал, и, конечно, здорово мне было в этой лаборатории. Да все будет здорово, когда тебе 21 год! Дубна была настоящим воплощением западной мечты: тут были иностранцы, кафе, бары, и после совковой Москвы это было просто удивительно. И денег было много - повышенная стипендия и еще полставки платила "нейтронка", так что питался я только в ресторане гостиницы "Дубна". Год был замечательный...

Пояснил задачи эпигенетики ученый секретарь конференции И.Б.Кошлань (ЛРБ): Мы знаем, что данные в науке нарастают по экспоненте. В 2000-е годы мы успешно расшифровали геном человека и решили, что теперь будем знать все о болезнях, и многое, действительно, познали, поскольку есть болезни, связанные с геномом. Но в дальнейшем встал вопрос, что делать с этими данными? Наша конференция как раз и посвящена последним исследованиям в области эпигенетики и первый доклад в секции "Радиационная эпигенетика" назывался "Эпигенетическая революция". Правда, мы как организаторы допустили ошибку - не поставили знак вопроса в конце, но я думаю, знак вопроса уже не нужен: понятно, что эпигенетическая революция произошла. После того как расшифровали геном и узнали, за что какой ген отвечает, встал вопрос: как управляются гены? Включение гена регулируется некими другими механизмами. Эпигенетика (эпи - означает над, над генами) и изучает, каким образом гены включаются. Этот вопрос сейчас дискутируется и изучается. Безусловно, есть несколько аспектов: это метилирование ДНК, микроРНК, которые участвуют в этих эпигенетических процессах управления ДНК.

Парадокс заключается в том, как сказал Александр Владимирович в своем докладе, мы все имеем практически одинаковые слова в нашем коде, но почему-то выглядим по-разному. Это почему-то заключается в том, что гены у нас включены разные. Это явление наблюдают даже у близнецов: чем они старше, тем у них наблюдают больше отличий, а, казалось бы, геном у них идентичный. Мы сегодня попытаемся на круглом столе ответить на эти вопросы: можем ли мы управлять эпигеномом как таковым? Думаю, что можем, и такие работы, которые показывают, что, наверное, мы можем воздействовать на свой организм внешней средой, уже есть.

Работу астробиологической секции возглавил академик А.Ю.Розанов (Палеонтологический институт РАН, ЛРБ ОИЯИ): Астробиологическая секция работает всего один день и эта встреча - подведение итогов примерно, полугодовой работы, всего-навсего. Это выяснение, куда мы двигаемся, потому что не все для нас ясно. Астробиология недавно родилась, развивается по всему миру бурно и, я бы сказал, не до конца продуманно. Ясно, что нам надо собираться достаточно часто, чтобы корректировать свои действия. Я как раз в своем докладе говорил, что есть вещи, которые мы, с моей точки зрения, делаем не совсем верно, нужно идти несколько другим путем. Эта конференция даст нам возможность ввести некоторую коррекцию. И вторая проблема. У нас есть много хороших работ в разных организациях, но поскольку они расположены в Пущино, Дубне, Москве, Новосибирске, то координация необходима сегодня, особенно в то время, когда Академию наук гнобят где только можно: наши ребята наверху считают, что наука - это развлечение, вместо того, чтобы понимать, что наука - одна из опор развития государства. Поэтому коррекцию нужно делать, и она с трудом вводится из-за непонимания, что такое наука. ОИЯИ в меньшей степени зависит от таких вещей, поскольку это международная организация и ее трудней разрушать, чем Академию наук. Потому здесь и собираемся уже не первый раз, здесь хорошее место, хорошие люди, занимающиеся делом, а не подковерными играми.

С большим интересом участники конференции выслушали доклад Л.М.Гиндилиса (Государственный астрономический институт имени Штернберга МГУ, Москва) "Астробиология и SETI". SETI (Search for Extraterrestrial Intelligence) - общее название проектов по поиску внеземных цивилизаций, начавшееся публикацией "Поиски межзвездных сообщений" Дж. Коккони и Ф.Мориссона в журнале Nature в 1959 году. Они показали, что даже с мощностями радиотелескопов тех лет можно было рассчитывать на обнаружение внеземных цивилизаций. Первое совещание по проблемам внеземных цивилизаций, прошедшее в США в 1961 году, собрало 11 участников. В СССР первое аналогичное совещание состоялось в 1964 году. Дальше этот поиск только нарастал. Были обнаружены десятки подозрительных сигналов, но все они оказались одиночными, не повторялись. Для успеха необходимо вести непрерывное круглосуточное прослушивание всего неба в максимальном частотном диапазоне. Пока человечество такие исследования не может провести, да и задачи такой не ставится.

Помимо электромагнитных волн возможно использование нейтрино, гравитационных волн, правда, технологий таких пока не разработано. Длительное отсутствие положительных результатов породило миф, что программа SETI свернута. Вовсе нет - поиски продолжаются, строятся более мощные радиотелескопы в России, США, Китае. Последнее время, когда появились возможности изучения экзопланет, SETI все больше сближается с астробиологией. Обнаружение большого числа экзопланет, а их к октябрю 2016 года насчитали уже 2122, означает, что во Вселенной должна быть жизнь земного типа. Завершил свое выступление докладчик вопросом: что раньше будет обнаружено - радиосигнал или живая бактерия?

Ольга ТАРАНТИНА,
фото Игоря ГОРЯЧКИНА, Наталии КОШЛАНЬ