Николай Лучник - Невидимый современник

• Название: Невидимый современник
• Автор: Николай Лучник
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биофизика
• Год: 1968

Угроза здоровью людей в связи с повышением уровня естественного радиоактивного фона…

Новые методы лечения рака и других тяжелых заболеваний…

Радиационная угроза в современных войнах…

Борьба с вредными насекомыми…

Наиболее эффективные методы диагностики в медицине…

Изучение тончайших процессов обмена веществ…

Так же как некогда пар и электричество, так теперь ионизирующие лучи стали неотъемлемой частью современной техники, науки, повседневной жизни.

О радиобиологии — науке, которая занимается всеми этими проблемами, рассказывает доктор биологических наук Н. Лучник, первая книга которого — «Почему я похож на папу» — получила широкое признание читателей.

---

Мне было очень интересно. Вот бы познакомиться с этими ребятами! С тех пор прошло очень много времени. И Владимир Иванович Корогодин и Геннадий Григорьевич Поликарпов теперь уже давно знакомые мне доктора наук, а Поликарпова даже избрали в члены-корреспонденты Украинской Академии наук.

С обоими я познакомился летом 1958 года на нашей биостанции. Геннадий к тому времени занялся уже другими, более далекими от моих интересов вопросами, а Володя продолжал облучать дрожжи. О многом нам нужно было поговорить. Это мы и делали, часами бродя по лесной дороге, ведущей на перевал, или лежа на берегу озера.

Я рассказывал о странных результатах, которые получались в опытах с семенами гороха. У меня (как и у некоторых других радиобиологов) уже давно начало закрадываться подозрение, что облученные клетки могут иногда восстанавливаться от повреждений, вызванных радиацией. В пользу этого свидетельствовали некоторые косвенные данные, полученные разными авторами в разных странах. Но, должен признаться, подозрение не очень-то крепкое, и я не спешил его проверять. Но… не было бы счастья, так несчастье помогло.

В 1955 году наша лаборатория переехала в другой город. Все пришлось организовывать заново. Вначале даже облучать нечем было. Но не сидеть же без дела. Случайно с нами оказался мешочек с облученными семенами гороха. Когда-то хотели ставить опыт, что-то помешало, а семена так и не выбросили. Пока идет организация лаборатории, можно попробовать проверить старую идею. Надежды на успех мало, тем более что семена облучены два года назад, но почему бы не поставить опыт, когда есть для этого время?

Старые семена разделили на три партии. Одну из них намочили в воде, а две другие — в растворах цистеина разной концентрации. Через сутки, как и полагается в опытах с горохом, семена переложили на влажный песок, а еще через двое суток стали изучать облученные клетки под микроскопом. Посмотрели в микроскоп и удивились: предположение, в которое сами не очень-то верили, подтверждалось. В семенах, намоченных в цистеине, процент делящихся клеток был значительно выше.

С этого началось. Когда установили излучатель, то первым делом мы решили посмотреть, что будет, если поставить такой же опыт, но выдерживать семена после облучения не два года, а более короткое время. Избрали срок двое суток. В этом опыте результат оказался еще более разительным. Не только восстанавливался нормальный темп клеточного деления, подавленный облучением, но и уменьшалось число хромосомных мутаций, причем очень значительно, примерно вдвое.

Это было настолько интересно и неожиданно, что прежние планы были отставлены и мы со Львом Царапкиным взялись за изучение нового явления. Об этих опытах я и рассказывал Володе Корогодину.

— Такие результаты, — говорил я, — можно объяснить, только если верить в способность хромосом к восстановлению повреждений, вызванных облучением. В покоящихся семенах, где все процессы, в том числе и развитие поражения, идут медленно, мы можем повлиять на судьбу первичных повреждений. Правда, хотя других объяснений я не вижу, как-то трудно в это поверить. Ведь во всех книгах написано, что мутации происходят непосредственно во время облучения и сразу в окончательной форме. А если восстановление существует, то всю радиобиологию придется переписывать заново.

— А ты знаешь, — отвечает Володя, — я сам не могу спать спокойно из-за тех же сомнений. Мы тоже получаем результаты, которые можно объяснить только пострадиационным восстановлением, хотя в него никто не верит.

Да, восстановление!

И Володя (он же Владимир Иванович Корогодин) рассказал следующее.

Он по-прежнему работал на дрожжевых клетках. Обычно клетки сразу после облучения сеют на твердую питательную среду и через некоторое время смотрят, сколько образовалось колоний. А Корогодин попробовал высевать облученные клетки не сразу, а через сутки. Чтобы клетки в течение этого времени не делились, их держали в воде. И во всех опытах получалось одно и то же: выдержанные клетки давали больше колоний, чем посеянные сразу. Напрашивалась мысль, что за время между облучением и посевом клетки успевают восстановиться от повреждений. Но это противоречило общепринятым взглядам. Потерю дрожжевыми клетками способности образовывать колонии связывают с возникновением мутаций. Следовательно, и опыты Корогодина свидетельствовали о том же самом: первичные генетические изменения обратимы.

С тех пор прошло десять лет. Изучение пострадиационного восстановления уже имеет историю. В течение всего этого времени оно стояло в центре наших интересов, теперь исследованием восстановления занимаются во множестве лабораторий.

Для меня и Володи наша встреча сыграла важную роль. Она прибавила каждому уверенности, и мы окончательно решили: пострадиационное восстановление существует. Нашли на озерном пляже большой гладкий камень и тут же написали статью, которая через некоторое время была напечатана в журнале «Биофизика».

Ученые коллеги отнеслись к новой идее по-разному. Через некоторое время мы узнали, что примерно тогда же такие или очень похожие мысли пришли в голову разным ученым, работавшим в разных странах и на разных объектах. Люнинг в Швеции, Кимбалл и Свенсон в США, Ауэрбах, Альпер и Тодей в Англии напечатали в конце 50-х годов (кто немного раньше, кто несколько позже) статьи, где объясняли полученные результаты пострадиационным восстановлением клеток от первичных генетических изменений. Так бывает часто. Сам ход развития науки обусловливает неизбежность открытия, и его делают, часто одновременно и независимо друг от друга, несколько человек.

А еще выяснилось, что многие авторы и гораздо раньше наблюдали пострадиационное восстановление, но давали ему иное объяснение. Все, кому приходилось облучать живые клетки и исследовать их через разное время, обращали внимание на то, что число клеток с хромосомными мутациями постепенно уменьшается. Если времени прошло столько, что клетки могли успеть разделиться несколько раз, ничего удивительного нет: поврежденные клетки погибают во время деления. Но как быть, если то же самое наблюдается и среди клеток, делящихся первый раз? Такую картину объясняли тем, что на разных стадиях жизненного цикла клетки имеют разную чувствительность. Теперь следовало считать, что уменьшение эффекта связано с восстановлением: чем дольше клетка не делится, тем у нее больше времени для залечивания повреждений.

Представление о существовании пострадиационного восстановления было настолько неожиданным и казалось настолько противоречившим общепринятым взглядам, что многие встретили его в штыки. Мы огорчались. Но скептическое отношение к нашим утверждениям имело и свою положительную сторону. Нужно было получить действительно безупречные доказательства эффекта восстановления.

И такие доказательства были найдены и мной, и Корогодиным, и другими авторами. Я не буду приводить своего доказательства, так как оно довольно сложно и требует математики. Расскажу о доказательстве, предложенном Корогодиным, оно наиболее наглядно, и ему нельзя отказать в простоте и изяществе.

Опыты с дрожжами вызвали два основных возражения. Ведь дело, может быть, вовсе не в восстановлении, а либо в том, что неповрежденные клетки за время их выдерживания делятся и к моменту посева здоровых клеток становится больше, либо в том, что поврежденные клетки лизируются, то есть, попросту говоря, умирают и растворяются и таким образом выпадают из учета. Чтобы доказать реальность эффекта восстановления, нужно было поставить опыты, которые исключали бы возможность таких объяснений.

Для опытов избрали очень высокую дозу гамма-лучей: 120 тысяч рентген. Если клетки, облученные такой дозой, сразу высевать на питательную среду, то лишь 0,2 процента их сохраняют способность образовывать колонии. Если же после облучения их в течение двух суток выдержать в воде, то колонии дают около 40 процентов клеток. Предстояло выяснить, связана ли разница с тем, что клетки при их выдерживании действительно восстанавливают способность к образованию колоний, или эффект объясняется тем, что во время выдерживания поврежденные клетки успевают погибнуть, а неповрежденные — размножиться. Как это проверить?

Дрожжевые клетки облучают в довольно густой суспензии, содержащей в одном кубическом сантиметре около миллиона клеток. Затем взвесь разбавляют водой в десять тысяч раз и на поверхность среды в каждой чашке наносят один кубический сантиметр смеси. Таким образом, в каждую чашку попадает около 100 клеток. Если эту процедуру провести сразу после облучения, то лишь в двух чашках из десяти появится после инкубации по одной колонии. Если через двое суток, то в каждой чашке будет примерно по 40 колоний. Однако, как уже сказано, этот эффект можно объяснять не только восстановлением, но и тем, что за время выдерживания размножились клетки, способные давать колонии.