Современная биохимическая лаборатория — это дорогостоящее научное учреждение, оснащенное многими сложными приборами. Поэтому даже в крупных институтах считается целесообразным создавать для обслуживания нескольких лабораторий специализированные кабинеты, в которых концентрируются особенно сложные и дорогие установки, нужные для специалистов различных профилей. При этом повышается коэффициент использования приборов и обеспечивается высокое качество их обслуживания квалифицированными инженерами и техниками. Их, кстати, в наших институтах, пожалуй, не меньше, чем биологов и медиков. Вот кабинет оптических приборов. Вот ультрацентрифужная. Здесь с помощью современных ультрацентрифуг можно разделить живые клетки на ее составные части — выделить из нее ядра и, скажем, такие мельчайшие образования, как митохондрии, в которых происходит выработка энергии для жизнедеятельности клетки. Можно выделить из клетки еще более мелкие частицы, в которых происходит новообразование белка.
Ни один из современных биохимических институтов не может существовать без радиометрической группы. В сферу ее деятельности входит измерение радиоактивности в биологических образцах. Ведь меченные радиоактивными изотопами химические соединения широко используются для изучения самых разнообразных процессов обмена веществ. Современные приборы для измерения радиоактивности исключительно точны, работа их полностью автоматизирована. В действии мне они чем-то напоминают… живые существа. Автомат передвигает образцы, в которых содержатся радиоактивные изотопы, результаты исследования автоматически записываются и статистически обрабатываются, автоматическая пишущая машинка тут же печатает итоговые данные, на световом табло непрерывно рождаются и исчезают ряды красных, желтых, зелёных цифр…
Все лаборатории и НИИ, изучающие действие ионизирующей радиации на живые организмы, располагают установками, на которых можно облучать живые организмы различными видами ионизирующей радиации: гамма или бета-лучами, альфа-частицами и т. д.
Современные облучатели производят сильное впечатление. Это сооружения сложные, часто необычной формы. По-видимому, не случайно мощный гамма-облучатель называют «кобальтовой пушкой».
Назвать все проблемы, какие решают специалисты по радиационной биохимии, невозможно. Но одной из самых жгучих является изучение действия радиации на молекулу ДНК. Действительно, каким образом ухитряется эта удивительная молекула постоянно себя «чинить» и «реставрировать», и можно ли научиться управлять этим процессом?
Мы уже знаем, что «ошибки» в деятельности молекулы ДНК вызывают мутации. Большинство мутаций вредно для организма, только некоторые приводят к появлению организмов, нужных человеку.
Вот если бы научиться так управлять деятельностью ДНК, чтобы появлялись преимущественно полезные мутации! Тогда бы мы располагали неограниченными возможностями для выведения новых полезных микроорганизмов, растений, животных…
Недавно я слышал интересный доклад о действии ионизирующей радиации на молекулу ДНК. Это было на международном симпозиуме в Армении. Доклад, который я имею в виду, сделала сотрудник Института биофизики Академии наук СССР Наталья Борисовна Стражевская. Она изучает сложные связи молекулы ДНК в клетке с молекулами других химических соединений, например, с белками, которые называются гистонами. ДНК соединяется с оболочкой ядра клетки — мембраной с помощью тончайших мостиков. Она, словно бахрома, как бы подшита к поверхности мембраны. Эта сложная и недостаточно изученная конструкция весьма чувствительна к радиации. После облучения она может распасться, как хрупкий карточный домик. В то же время живая клетка располагает хитроумными приспособлениями для починки и восстановления, казалось бы, столь уязвимой конструкции.
Изучение пусковых биохимических процессов, начинающих лучевое поражение, может привести к решению важных практических задач. Например, поиск химических соединений, усиливающих действие ионизирующей радиации на живую клетку.
Такие соединения можно было бы использовать в медицине для усиления разрушительного удара проникающих лучей на раковую опухоль. Или, наоборот, мы найдем лекарства, которые будут защищать организм от действия проникающей радиации. Некоторые такие соединения уже найдены.
Совсем недавно, в декабре 1975 года, Международное Агентство по атомной энергии (МАГАТЭ)
провело совещание специалистов из разных стран, на котором оценивались возможности использования химических соединений для усиления лучевых воздействий при радиотерапии злокачественных образований. Одновременно обсуждалась проблема защиты здоровых тканей с помощью лекарств от поражающего действия проникающих лучей.
Перед радиационной биохимией в ближайшем будущем стоят задачи, решение которых будет способствовать повышению благосостояния нашего народа, улучшению его здоровья, борьбе с болезнями.
Уже проверен на практике метод повышения урожайности многих сельскохозяйственных культур с помощью предпосевного облучения семян. Экономические выгоды этого метода очевидны. Правда, биохимические механизмы стимулирующего действия ионизирующей радиации пока еще далеки от четкого понимания.
Практически перед радиоселекцией открываются необозримые перспективы — получать с помощью проникающего излучения организмы, обладающие более полезными качествами, чем исходные родительские формы.
Кто не знает антибиотики? Но вот о том, что наша промышленность выпускает биомицин, пенициллин и другие антибиотики, используя радиомутанты микроорганизмов, знают немногие. Чтобы вести направленный поиск радиомутантов, полезных для человека, надо изучить механизм действия ионизирующей радиации на наследственный материал клетки — иначе говоря, все на ту же молекулу ДНК. Надо изучить и самые интимные механизмы биосинтеза белковой молекулы.
Специальный раздел Постановления XXV съезда Коммунистической партии Советского Союза указывает на необходимость сосредоточить внимание ученых на важнейших проблемах научно-технического и социального прогресса, от решения которых в наибольшей степени зависит успешное развитие экономики, культуры и самой науки.
К числу таких проблем, несомненно, относятся и те, которые изучает и разрабатывает радиационная биохимия.