«ЗЕЛЕНОЙ» РЕВОЛЮЦИИ — «ЗЕЛЕНУЮ» УЛИЦУ

С доктором биологических наук Валерием Полищуком мы знакомы давно. Знаю этого ученого прежде всего благодаря его хобби — как замечательного фотохудожника, автора проникновенно лирических пейзажей нашего родного Ирпеня и ярких фотовпечатлений, в частности от зарубежных командировок. Читал и его статьи, посвященные отдельным «локальным» проблемам биологической науки. Но лишь недавно я спросил его о том, о чем следовало было спросить давно: «А что, собственно, вы делаете на вашей кафедре и в лаборатории?» Валерий Петрович работает на кафедре вирусологии Киевского национального университета имени Тараса Шевченко и по совместительству — в лаборатории фитовирусологии Института агроэкологии и биотехнологии УААН. Ответ-рассказ его оказался содержательным и интересным, поэтому не буду передавать собственные впечатления, а попытаюсь пересказать услышанное.

— Свои научные разработки мы проводим под двойной эгидой — кафедры вирусологии Киевского университета им. Т.Шевченко и Института агроэкологии и биотехнологии УААН. На нашей кафедре (кстати, первой университетской кафедре вирусологии в бывшем СССР), созданной в 1962 году доктором медицинских наук Ниной Корнюшенко, проводились вирусологические исследования медицинского направления. Основным объектом был вирус гриппа, изучались его эпидемиологические особенности в системах «человек—птицы» и «птицы—человек». Нашими современными представлениями о штаммообразовании у вируса гриппа мы обязаны в том числе и работам, проводившимся в те времена на кафедре вирусологии.

Сегодня уже ни для кого не секрет, что новые штаммы появляются в результате «переходов» вируса гриппа от животного к человеку и наоборот, приобретая при подобных «миграциях» новые инфекционные свойства. Свежий пример — эпидемия вируса гриппа в Китае на птицефермах, повлекшая не только огромные убытки, но и гибель людей. И, к сожалению, с течением времени стало ясно: университетская кафедра, где с утра до вечера проходят занятия с большим количеством студентов, — не лучшее место для работы с таким опасным возбудителем, как вирус гриппа. И вот в 1978 году на кафедру пришел новый заведующий, который руководит ею по сей день, — академик УААН, профессор Анатолий Бойко. Начали развивать такие научные направления, как экология вирусов растений и изучение взаимодействия вирусов с разнообразными электромагнитными полями.

В тот год я, демобилизовавшись из армии, поступил в университет и собирался стать зоологом. Но... Со второго курса нам начали читать курс общей вирусологии (а о ней тогда в школьных программах даже не упоминалось), и я увлекся. Да и как не увлечься — уникальные объекты, лежащие на грани живого и неживого. И до сих пор спорят, живые они или нет. (В 1962 году на специальном симпозиуме в Колд-Спринг-Харборе вирусы были отнесены к живым существам, поскольку, как указал тогда Андре Львов, они имеют наследственность и изменчивость. Но такие их свойства, как способность к кристаллизации, отсутствие собственных энергетических систем, уникальные способы записи и реализации информации, до сих пор дают основания многим исследователям сомневаться.) Вирусы не имеют видов, к ним нельзя применить понятие «индивид», вне живой клетки они никак не проявляются — и в то же время в клетке их «нет», поскольку они «распадаются» на составляющие... Если сравнить чувствительную клетку с заводом, выпускающим собственную продукцию, то вирусы выступают «диверсантами» — подменяя клеточную информацию собственной, заставляют вырабатывать исключительно необходимые им продукты, не вкладывая в производство ничего, кроме информации. И какие только роли в жизни других организмов не приписывались вирусам — от «санитаров» до мощного фактора микроэволюции...

С 1982 года я, еще студентом, начал работать на кафедре. Тогда увлекался изучением взаимодействия электромагнитных полей, в частности магнитных, с вирусами — в то время еще можно было себе позволить заниматься исключительно фундаментальными вопросами. К кандидатской диссертации шел почти десять лет — защитился в 1991-м и понял, что на дальнейшие фундаментальные исследования финансирование не предполагается...

Поворот в судьбе произошел случайно и не без помощи студентов. Однажды во время летней учебной практики, руководителем которой я был, мы со второкурсниками работали в институте защиты растений с отчетами станций защиты растений. И как же я поразился, когда из почти полутысячи проанализированных отчетов лишь в четырех (!) мы нашли хотя бы намеки на вирусную инфекцию на наших полях. Тогда и поставили перед собой большую задачу-цель — исследовать, что же на самом деле происходит на полях нашей страны с вирусными инфекциями и насколько мы готовы к встрече с новыми высокопатогенными штаммами фитовирусов? Ответ оказался далеким от оптимистического...

Лишь несколько примеров — вирус желтой карликовости ячменя, «ризомания» (некротическое пожелтение жилок) сахарной свеклы, огуречная мозаика, У-вирус картофеля способны не только спровоцировать значительное снижение урожая, но и вообще свести его на нет. И подобных вирусов сегодня насчитывается не один десяток. Недостаточное количество специалистов и отсутствие взвешенной государственной позиции в этом вопросе очень отличает Украину от развитых государств, где проблема вирусных инфекций на полях — вопрос национальной безопасности.

После первой международной конференции «Биоресурсы и вирусы», состоявшейся в Ялте в 1994 году, для мониторинга территории Украины была создана межведомственная лаборатория диагностики вирусных инфекций. Отбирали образцы на полях, анализировали их, закладывали базы данных. Об объеме работы свидетельствуют цифры — от 20 до 30 тысяч анализов ежегодно.

Сегодня наиболее действенный метод борьбы с вирусными инфекциями — их профилактика, поскольку эффективных лекарств, «волшебного шара», по выражению выдающегося бактериолога Пауля Эрлиха, мы не имеем. Учимся, оперируя созданными компьютерными базами данных, делать с целью профилактики долго- и краткосрочные прогнозы развития вирусных инфекций, от отдельного агроценоза и вплоть до всей территории Украины. За минувшие годы сделано немало: построены карты распространенности фитовирусных инфекций, отработаны методики моделирования и прогнозирования, созданы собственные диагностикумы против некоторых вирусных болезней растений, и в частности для различных штаммов известного вируса табачной мозаики. Следует отметить, что диагностикумы в нашей стране сегодня практически не используются, что и неудивительно: нет специалистов — нет и проблемы. Но для карантинных объектов подобная ситуация катастрофическая: завоз на поля инфицированного посадочного материала приводит не только к недополучению ожидаемого урожая (это еще полбеды), но и «укореняет» вируса-чужака на наших полях. А это может привести к непрогнозируемым последствиям.

Несмотря на ярко выраженный прикладной характер наших исследований, стремимся заглянуть и в «фундамент». Так, мы изучаем отличия в поведении вирусов, в зависимости от условий той или иной территории, выбрав для этого пять полигонов, отличающихся по антропогенной нагрузке: Волынь, Киевщину, Харьковщину, Одесщину и пресловутую Чернобыльскую зону. Нас интересует развитие вирусной инфекции при одновременном действии сильных абиотических стрессов, таких как, например, повышенные концентрации в окружающей среде тяжелых металлов (никеля, кадмия, свинца и пр.). Моделируем такую горе-экологию в лаборатории, и уже сегодня можем говорить о катастрофических последствиях подобного объединения для растений. Если отдельно и против вирусной инфекции, и против полютантов растение еще так-сяк борется, то при их объединении получаем катастрофу даже при более низких концентрациях стрессовых факторов. А в природе, как известно, ничего не бывает «отдельно»... На обобщении полученных данных была построена моя докторская диссертация «Прогнозирование и закономерности распространенности вирусов растений в биоценозах Украины».

Однако стараемся не зацикливаться на этой тематике. Новые направления работы зарождаются преимущественно в результате контактов с научными сотрудниками других заведений как нашей страны, так и ближнего и дальнего зарубежья. Только в этом году наши сотрудники приняли участие в восьми симпозиумах и конференциях разного уровня. Осенью 2001 г. наш университет, Институт агроэкологии и биотехнологии УААН и НАНУ провели уже третью международную конференцию «Биоресурсы и вирусы». Подобные контакты ложатся в основу дальнейшего международного сотрудничества и совместных научных проектов. Стремимся плодотворно сотрудничать и с нашими учеными — так, к примеру, в Институте физиологии растений и генетики кандидат биологических наук Николай Кобец и доктор экономических наук Тамара Шадчина на высоком профессиональном уровне работают над изучением спектральных характеристик фотосинтетической активности растений, используемых для прогнозирования урожая и получаемых как с самолетов, так и со спутников.

У нас зародилась мысль: нельзя ли по спектральным данным определять развитие вирусной инфекции? Мысль оказалась правильной — кривая ФС-активности инфицированных растений имеет очень своеобразный характер, отличающий развитие вирусной инфекции от прочих факторов (таких, как засуха, дефицит минерального питания и пр.). Теоретически в настоящее время мы можем осуществлять мониторинг агроценозов даже со спутника, в масштабах всей страны. У каждой культуры есть свои собственные кривые ФС-активности, мы уже имеем полные «досье» на сладкий перец и табак. Интересная задача — составить такие же на пшеницу, свеклу, картофель, а если бы еще и отшлифовать это до уровня технологий!

Имеются и «эстетические» интересы, связанные с вирусологией. Директор ботанического сада НАНУ академик Татьяна Черевченко весьма небезразлична к орхидеям, проводит с ними большую исследовательскую работу. Вместе со своей сотрудницей кандидатом биологических наук Аллой Лаврентевой и аспирантом Анной Коротеевой они изучают вирусные заболевания этих чрезвычайно ценных и красивых растений, прибывающих в Украину из тропических стран. И снова перед нами стоит проблема своевременной диагностики вирусных инфекций. А ведь у нас есть и свои орхидеи — занесенные в Красную книгу Украины, — также требующие защиты и ухода. Нашими исследованиями заинтересовались немецкие ученые, известный профессор Лезерман обещал передать нам собственную диагностическую сыворотку. Кстати, это проблема и экономическая — сертифицированный безвирусный посадочный материал стоит от нескольких десятков до нескольких сотен долларов, а несертифицированный можно приобрести всего за несколько «баксов». И серьезные покупатели не рискуют судьбой своих теплиц, тем более что себестоимость анализа на один вирус — лишь несколько долларов... Так вот цветы — не роскошь, а полноправный объект научных исследований.

В завершение хотелось бы сказать несколько слов о молекулярной вирусологии, заниматься которой мы можем сегодня лишь в зарубежных лабораториях. Собственно, что мы знаем о том, почему тот или иной сорт культурного растения устойчив к вирусным инфекциям? Чаще всего ответ — чистая эмпирика, тогда как в передовых лабораториях систематически исследуют, какие именно гены растения отвечают за устойчивость, и учатся ими управлять. Нам тоже следует целеустремленно работать в этом направлении. Как воздух, нужны реактивы и оборудование, чтобы не остаться на обочине современных технологий. Недаром известный «электронщик» Билл Гейтс сегодня вкладывает деньги преимущественно в биотехнологии. «Зеленая революция» — не просто слова. Представьте себе — выращиваем овощи, продуцирующие вирусные антигены. Съел салат — предохранился от гриппа, поел картофеля — получил иммунитет от полиомиелита. Фантастика? В широких масштабах — пока да, а в лабораторных условиях это уже доказанная реальность. К сожалению, на голом энтузиазме из тесных стен лаборатории не выедешь. Необходимо завтрашнюю реальность как следует обеспечивать уже сегодня.