| ||
Академик НАН Украины П.Костюк и его ученик академик НАН Украины О.Кришталь. Выполненные ими исследования механизмов кальциевой проникновенности мембран нервных клеток признаны открытием и награждены Международной премией им.Гальвани исследовательского фонда «Фидия» (США) |
Блочная высотка времен советской эпохи на улице Богомольца считается в столице Украины престижным домом. Одно из ее помещений оккупировали американские инвестиционные банкиры. Из другого телевизионный канал OTV транслирует музыкальные клипы для украинской молодежи. А на самой верхушке здания просторный, хорошо оснащенный виварий служит местом жительства сотен мышей, кроликов и морских свинок.
Этот зверинец принадлежит Институту физиологии НАН Украины имени А.Богомольца, исследовательскому центру, пережившему сумятицу, последовавшую за распадом Советского Союза в начале 1990-х. Бывшая житницей коммунистической супердержавы, Украина осталась буквально на голодном пайке — и ученым пришлось хуже, чем кому-либо другому. Четверть колоссального научного ресурса Советского Союза некогда «ковалась» в Украине. Сейчас годовое государственное финансирование 150 тысяч ученых и инженеров страны упало ниже 100 миллионов долларов — крупицы научного бюджета западноевропейских стран.
Несмотря на это, институт Богомольца продолжает проводить исследования «мирового класса», как оценивает их нейробиолог Эрвин Нейер, сообладатель Нобелевской премии по медицине и физиологии 1991 года.
Канальное видение
История института впечатляет. Расположенный в центре Киева, он был создан в 1953 году. Тогда Институт клинической физиологии Украинской академии наук слился с институтом экспериментальной биологии и патологии, принадлежащим Министерству здравоохранения. Во многом благодаря работам Платона Костюка, который пришел в институт в 1958 году и сейчас, в возрасте 78 лет, является его директором, институт Богомольца стал главным центром нейрофизиологии в Советском Союзе.
В ходе научной стажировки в 1961 году в лаборатории Джона Эккльза австралийского национального университета в Канберре, Костюк научился использовать микроэлектроды для исследования функционирования клеток мозга. По возвращении домой он применил эту методику в институте Богомольца — впервые в Советском Союзе. Впоследствии Костюк и его коллеги сделали большой вклад в развитие учения об ионных каналах мембран нервных клеток. Например, они первыми продемонстрировали, что ионные каналы могут разделяться на низко- и высокоэнергетические типы.
Костюк и его коллеги продолжили разработку раннего варианта методики «заплаток». Этот метод, революционизировавший физиологию клетки, заключается в мониторинге открытия и закрытия клеточных каналов с помощью микропипетки с проводящим раствором, размещенной на фрагменте мембраны. Эта методика позднее, в конце 1970-х, была усовершенствована Нейером и Бертом Сакманном из Института Макса Планка биофизической химии в Геттингене (Германия), за что ученые и получили Нобелевскую премию.
Когда Советский Союз распался, стало ясно, что институт Богомольца ждет трудное будущее. Резкое сокращение объемов финансирования истощило украинскую исследовательскую базу, и, как большинство из 1 500 украинских научно-исследовательских центров, институт Богомольца впал в нужду. Однако приток зарубежных инвестиций и изобретательность инженеров, проявленная в создании собственного оборудования, позволила лучшим исследователям института сохранить международную конкурентоспособность.
Терапия речью
Ключ к успеху содержится в образовательной программе института, созданной Костюком. Будущие исследователи перед тем, как попасть в группу при институте Богомольца, специализирующуюся на физиологии, проходят трехгодичное обучение по математике, физике и химии. В советскую эпоху оно проводилось в Московском физико-техническом институте, а сегодня студенты направляются в Физико-инженерный центр в Киеве.
На еженедельных семинарах Костюк поддерживает атмосферу непринужденности и научной открытости, которую он впитал в себя в Австралии. Студенты и аспиранты собираются по пятницам в лекционном зале для того, чтобы обсудить с Костюком и приезжими академиками свои работы — причем дискуссии, по настоянию Костюка, ведутся на английском.
Некоторые сотрудники института уезжают из страны. Ольга Гаращук ушла из института, чтобы занять должность в Мюнхенском университете Людвига-Максимилинса. Она говорит, что ее работа по кальциевым связям развивающегося мозга была бы невозможна без сложной технологии оптического сканирования. Четыре микроскопа в нынешней лаборатории Гаращук стоят как минимум по 200 тысяч долларов каждый — гораздо больше, чем может позволить себе институт Богомольца.
Нехватка ресурсов не всегда становится непреодолимым препятствием для получения необходимого оборудования. Николай Веселовский применяет микроэлектродную методику для исследования того, как ионы кальция инициируют подачу химических сигналов клетками мозга. В распоряжении его группы несколько микроскопов специального назначения немецкого производства, стоимостью 20 тысяч долларов каждый. Зато остальное оборудование, включая микроманипуляторы, предназначенные для точного позиционирования микроэлектродов, сделаны на месте.
Некоторые ученые даже умудряются применять в работе… части советского вооружения. Елена Лукьянец, молодой биофизик, изучает внутриклеточные ионы, которые заставляют клетки мозга испускать нейротрансмиттеры — химические сигналы, используемые для коммуникаций между нервными клетками. Так вот она использует части оптического оборудования, снятого с разукомплектованной боеголовки СС.
В некоторых отделениях института техника в стиле «сделай сам» не вызывает особого удивления. Но Веселовский утверждает, что его оборудование позволяет проводить исследования по нервной трансмиссии, граничащие с искусством — точка зрения, разделяемая Нейером, который координирует некоторые проекты, осуществляемые институтом под эгидой ЮНЕСКО. «Кроме того, — говорит Веселовский, — конструирование собственных приборов является устоявшейся традицией в классической физиологии».
Совместные усилия
Институт также использует связи, создающиеся при посещении его сотрудниками зарубежных центров. Около 130 бывших «костюковцев» работают в европейских и американских институтах. Алексей Верхратский, работающий сейчас в Манчестерском университете в Великобритании, один из них. Он сотрудничает с Веселовским, одним из семи сотрудников института Богомольца, получивших миллион долларов от Wellcome Trust, ведущего британского благотворительного фонда по исследованиям в области биомедицины.
Такие связи помогают институту Богомольца пережить трудные времена, хотя это научное учреждение давно уже славится космополитизмом. Например, с 1970-х годов здесь регулярно проводятся международные конференции, организуемые совместно с физиологами Испании, Италии, Германии и США. «Именно международная репутация помогла нам выжить, когда внезапно оказались вынуждены самостоятельно искать для себя деньги», — говорит Костюк. Сегодня гранты от таких организаций, как Научная программа НАТО, поддерживающая научное сотрудничество между странами Ближнего Востока, Восточной Европы и странами — членами НАТО, служит эликсиром жизни для института.
Группа Лукьянец недавно, например, получила грант в размере 80 тысяч долларов от INTAS, независимой организации, поддерживаемой Европейским Союзом в целях развития научного сотрудничества между Востоком и Западом. Она также получает финансирование для изучения комплексов нейротрансмиттеров, которые циркулируют вокруг клеток, и влияния протеинов, обнаруженных в соединениях между клетками, на это движение. Совместный проект, координируемый Нейером, реализуют группы из Германии и Великобритании.
Костюк нашел и другие источники поступления денег в институт, такие, как схема субаренды, которая позволила инвестиционным банкирам и OTV обосноваться в здании. Благодаря своему привилегированному расположению в центре города, институт может получать деньги, сопоставимые с рентой в других европейских столицах.
Контрактные исследования для западных фармацевтических компаний также стали важным источником дополнительного дохода. «Мы способны получить полный фармакологический профиль вещества всего лишь за три дня», — говорит Олег Крышталь, заместитель директора института, возглавляющий исследования клеточных мембран. Некоторые ученые, близко знакомые с институтом Богомольца, утверждают: эти контракты включают эксперименты на животных. Костюк отказывается это комментировать, хотя и признает, что получить разрешение на подобные эксперименты с учетом украинского законодательства гораздо легче, чем на Западе.
Институт надеется создать свои собственные компании. Крышталь планирует использовать самодельного робота для изучения фармацевтических свойств токсинов, входящих в состав яда моллюсков конус. Некоторые из этих токсинов ингибируют один из основных болевых рецепторов, обнаруженных в нейронах. Ученый надеется создать стартовую компанию в сотрудничестве с Эндрю Миллером, директором нового центра генной терапии при Лондонском императорском колледже, и Леонидом Морозом, нейробиологом из Флоридского университета в Сент-Августине.
Персонал института имени Богомольца рад, что Крышталь опять всю свою энергию отдает исследовательской работе. Названный Нейером ученым-провидцем, он недавно завершил работу над своей книгой «К пению птиц», поэтическим и философским исследованием сознания и эволюции, которая была высоко оценена российскими и украинскими СМИ.
Перевод из журнала Nature, №416, 18 апреля 2002 года