Всеволод Белоусов: Чувство локтя
В юности Всеволод Белоусов предпочел биологию химии, позже работу в российской лаборатории — американскому университету: он всегда следовал исключительно за своей научной мыслью и был свободен от карьерных условностей. Сегодня Всеволод Белоусов возглавляет Федеральный центр мозга и нейротехнологий ФМБА России. Под его руководством ученые заставляют белки светиться, учат протезы «чувствовать» и пытаются расшифровать сигналы, которые митохондрии посылают раковым клеткам.
Вы развиваете термогенетику — метод управления нейронами с помощью теплового воздействия. Звучит как научная фантастика. Мечтали в детстве о чем-то подобном?
Нет, я не мечтал стать биологом, не собирал гербарии, не подписывал листочки. Единственное, что можно выделить как хобби, — с 12 до 18 лет значительная часть моей жизни была связана с собаками. У меня был миттельшнауцер, и я был членом небольшого местного комьюнити, которое занималось собаководством. Мы на профессиональном уровне дрессировали собак, я зарабатывал стрижкой, делал расчески. Потом ветеринар прописал моему псу витамины «Тетравит». Это были 1980-е годы, товаров для собак просто не существовало, поэтому витамины были человеческие. Я стал закупать большие банки по 5 тыс. таблеток и расфасовывать их по 20 штук, на принтере печатал этикетку «Витамины для собак. Принимать по одной таблетке в день». У папы в лаборатории был аппарат, с помощью которого можно было запаять пачки в пленку, и я их продавал на собачьих выставках.
А как пришли в нейробиологию?
В моей школе в Нальчике была потрясающая учительница химии. Она привила мне любовь к предмету, и я поступил на химическое отделение Кабардино-Балкарского госуниверситета. Там быстро понял, что биохимия — высшая форма органической химии. Она объясняет, как из разнообразия простых химических законов возникает упорядоченная, саморегулирующаяся и воспроизводящаяся система — жизнь. Когда я осознал, насколько это круто, стал искать место, где изучают биохимию. После окончания второго курса перевелся на биологический факультет МГУ с потерей года. Первые два семестра пришлось сдавать биологические дисциплины и за первый, и за второй курсы, потому что разница в программах факультетов была серьезная.
Чем решили заниматься, получив красный диплом?
Классическая биохимия к тому моменту мне немного надоела, я хотел работать с клетками. Когда поступил в аспирантуру, шел 1998 год, мой научный руководитель проводил много времени в Америке, а мы были предоставлены сами себе. В то время только открыли апоптоз, и это была очень популярная тема. Апоптоз — активная гибель клеток, в отличие от некроза. Он нужен организму для удаления старых, поврежденных или ненужных клеток.
Все знают, что вирусы убивают клетки, но тогда в точности никто не знал, как именно это происходит. Мне пришла в голову идея, что, возможно, один из главных механизмов — это как раз апоптоз, при котором зараженная клетка фактически уничтожает сама себя, чтобы остановить распространение болезни. Я себе поставил задачу разобраться в этом вопросе. Нашел вирусологов, которые меня приютили в Институте вирусологии им. Ивановского, сейчас это часть Центра Гамалеи. Я у них даже не был оформлен, просто приходил, работал с вирусами, коллеги меня учили. Периодически ездил по обмену в Америку по гранту МГУ, привозил им оттуда сухие среды, фильтры, добавки, потому что в нашей стране в те времена ничего невозможно было достать. Получился такой научный симбиоз.
Вашим главным трудом стали флуоресцентные биосенсоры. Как произошел переход от механизмов клеточной гибели к инструментам визуализации окислительного стресса?
В то время в России существовала ведущая лаборатория молекулярной биологии — лаборатория номер один, которой руководил Сергей Лукьянов. Там уже умели получать флуоресцентные белки из кораллов и других морских организмов. В своей работе Лукьянов доказал, что окраска кораллов — это не пигмент, а именно белок. Сергей — ученый с большим исследовательским азартом. В какой-то момент ему показалось, что круг задач лаборатории слишком узок, и он предложил сотрудникам приглашать друзей, чтобы те рассказывали о своих исследованиях. Один из коллег позвал меня выступить с докладом про митохондрии, окислительный стресс и вирусы. После семинара Лукьянов предложил мне работу и пообещал оклад в 300 долларов. К этому моменту у меня на руках было приглашение на позицию постдока в Университет штата Мэриленд в Балтиморе с очень хорошей зарплатой — меня ждал человек, к которому я ездил по обмену. Я принял совершенно противоестественное по тем временам решение — согласиться на работу у Лукьянова.
Не жалеете?
Не пожалел ни разу. Здесь я оказался в большой науке. Изучение природы в лаборатории Лукьянова строилось на поиске практических решений. То есть вопрос был не в том, как это устроено, а можно ли из некоторого явления или биологических свойств сделать технологию. Я понял, что такая парадигма технологической науки мне гораздо ближе.
Как связаны флуоресцентные белки кораллов с окислительным стрессом у человека? Вообще, что такое окислительный стресс?
На основе флуоресцентных белков кораллов и медуз создают высокоточные биосенсоры, которые применяются как инструменты визуализации окислительного стресса. Они меняют интенсивность или цвет своего свечения в зависимости от концентрации активных форм кислорода. Это позволяет ученым в режиме реального времени видеть, как именно развивается окислительный стресс при патологиях.
Само понятие окислительного стресса за последние годы существенно изменилось, в том числе благодаря технологиям, которые мы разработали. Раньше считалось, что это сильное преобладание оксидантов над антиоксидантами. Думали, что оксидант образуется в клетках по ошибке, в качестве вторичного продукта окислительного метаболизма.
Когда появилась возможность наблюдать этот процесс под микроскопом, наши представления о нем в корне изменились. Оказалось, что оксидант — это сигнальная молекула (сигнальные молекулы — химические соединения, с помощью которых клетки передают друг другу информацию и координируют свою работу. — Прим. ред.), которая имеет свои функции, определенное время жизни и географию распространения.