Интервью проведено в 2010 году.
«Наука есть не только знание, но и сознание, т. е. умение пользоваться знанием».
Это изречение принадлежит великому историку ХIХ столетия В. О. Ключевскому. Смысл цитаты актуален и сегодня. Что мы знаем о современных ученых, чьи имена известны во всем мире, чья жизнь связана с наукой? Каковы их взгляды на происходящее сегодня в научной сфере и не только? Согласитесь, увы, нам известно не так много. Именно поэтому был рожден проект «Выдающиеся ученые и новые открытия». Этим интервью продолжается цикл материалов, подготовленных в рамках сотрудничества Центра СМИ МГУ и портала «Нанометр». Новым интересным собеседником стал член-корреспондент РАН Андрей Борисович Рубин, заведующий кафедрой биофизики биологического факультета МГУ.
- Андрей Борисович, Вы являетесь заведующим кафедрой биофизики биологического факультета МГУ. Можете ли Вы пояснить, что такое биофизика и чем по направлениям работ и по стилю (и по духу) отличается Ваша кафедра, скажем, от кафедры биофизики физического факультета МГУ?
- Начиная с 60–70-х гг. ХХ в. утвердилось понятие «пограничные науки». В то время оно отождествлялось с точками роста вообще всей науки, так как именно на стыкахпроисходит бурное развитие. В природе все взаимосвязано, это человек разделил знания на области, чтобы было легче понимать происходящее. Биофизика – типичная пограничная наука, это рефрен взаимодействия и сплав биологии и физики, математики, физической химии. В 1953 г. была организована 1-я в стране отдельная кафедра биофизики на базе биофака МГУ. И сегодня отбор студентов на нее ведется уже с 1-го курса. В этом и, кстати, отличие от одноименной кафедры на физфаке, где специализация происходит на 3-ем курсе. Мы считаем, что надо развивать мыслительные способности во всех смежных направлениях науки как можно раньше и, главное, одновременно. С физическим факультетом нас объединяют научные работы и, в частности, у нас единый квалификационный совет по защитам диссертаций. Нашим студентам отдельно читают курсы математики, физики (к слову, замечу, что студенты слушают лекции по всем разделам физической науки, включая теоретическую физику), что необходимо, чтоб решать биологические проблемы в биофизике. Если говорить образно, метафорически, то на кафедре биофизики мы готовим десятиборцев, каждый из которых при желании может свернуть горы и установить рекорды в конкретной области знания за счет концентрации усилий на базе всестороннего развития. Как физики биофизики изучают механизмы фундаментальных взаимодействий, лежащих в основе биологических процессов.
- Многие из Ваших сотрудников занимаются молекулярными машинами, процессами фотосинтеза. Почему это так важно, именно это направление? Может ли оно иметь значение для альтернативной энергетики, медицины, сенсорики? Каким современным оборудованием сейчас оснащена кафедра?
- Фотосинтез – многоэтапный процесс, его начало, можно сказать, самое физическое – это квант света, который переводит молекулу хлорофилла в электронно возбужденное состояние. За счет энергии кванта света электрон отрывается от молекулы хлорофилла и по длинной цепи переносчиков доходит до молекулы углекислого газа, восстанавливает ее и в результате получается молекула сахара. На кафедре имеется оборудование для изучения переноса электронов во всех скоростных диапазонах. Биофизика здесь занимается изучением начальных этапов преобразования энергии света, которые проходят за время 10-12 – 10-3 с. Для энергетики одним из альтернативных источников энергии является водород, его берут, используют в том числе процесс фотосинтеза. Основная задача – научиться управлять потоками энергии, меняя условия, интенсивность освещения.
- Расскажите, пожалуйста, о направлениях клеточной и медицинской биофизики, которые также активно развиваются на Вашей кафедре. С какими факультетами МГУ, другими университетами и медицинскими центрами сотрудничают группы кафедры биофизики по данным направлениям?
- Область нанобиотехнологии — новая. В медицине – это адресная доставка лекарств в клетку, диагностика. Надо иметь в виду, что наночастицы (НЧ) и лекарства на их основе, проникающие через гематоэнцефалический барьер и достаточно долго циркулирующие в крови, могут накапливаться в клетках крови и клетках других органов и тканей, включая нейроны. В результате под действием НЧ могут развиваться некоторые нейродегенеративные заболевания. Оказалось, что бактерицидное действие углеродных нанотрубок проявляется и в увеличении токсического действия антибиотиков, например, грамицидина – полипептидного антибиотика широкого спектра действия. Эти свойства углеродных нанотрубок позволяют считать перспективным их использование в лечении нагноения ран (послеоперационные осложнения, трофические язвы и др.), вообще необходимо проводить детальные исследования влияния НЧ на функциональную активность клеток. В качестве объектов исследования мы используем клетки крови (эритроциты), иммунокомпетентные тучные клетки и нервные клетки (нейроны и нервные волокна).
На кафедре биофизики разработаны методы исследования, позволяющие оценить изменения параметров возбуждения нервных клеток, их вязкости, поверхностного заряда, проницаемости плазматической мембраны, а также энергообеспечения клетки. Тут в первую очередь надо сказать об использовании света в борьбе с локализованными опухолями, т. е. речь идет о фототерапии рака. Эти работы развиваются совместно с РАН.
- Насколько мы знаем, у Вашей кафедры сложились очень хорошие партнерские отношения со многими ВУЗами и организациями, в МГУ, например, в последнее время — с факультетом наук о материалах, это и совместные проекты, и перекрестная практика студентов, активное и плодотворное участие Ваших молодых сотрудников в организации и проведении IV Всероссийской Интернет – олимпиады по нанотехнологиям. Зачем биологу знания о материалах? Какая связь биофизики и нанотехнологий? Что может «родиться» из такого сотрудничества сейчас и в будущем в образовательном и научном плане?
- Реализуется совместный проект кафедры биофизики и ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений» по созданию метрологического комплекса и нормативно-методической базы для измерения структурно-морфологических и динамических характеристик клеток в нанобиотехнологии.
На основе совмещения методов атомно-силовой микроскопии, спектроскопии комбинационного рассеяния и фазово-динамической и флуоресцентной томографии создается метрологический комплекс для контроля за воздействием на метаболизм функционирующих клеток.
Имеющееся оборудование позволяют провести исследования с наночастицами серебра, золота, окислов железа, полупроводников и другими наноматериалами.
У нас тесные связи с факультетом наук о материалах.
Наноразмерные частицы, их свойства, способы получения известны в химии давно, и сегодня имеются возможности непосредственной визуализации частиц, манипулирования отдельными молекулами. При уменьшении линейных размеров частиц, возникают новые физические свойства, например квантовые точки. А как раз молекулярные объекты в биофизике наноразмерны и обладают особыми свойствами. Поэтому нам надо учиться у живой природы для использования нанобиотехнологии. Это своего рода молекулярная бионика.
- Что бы Вы сказали абитуриентам, собирающимся поступать на биологический факультет МГУ, которые, возможно, придут потом, к Вам на кафедру? Какие достижения современной биологии Вы считаете главными и как проявит себя эта наука в ближайшем столетии, что ждет ее и чего нам ждать от нее?
- Однажды отечественному физиологу И. П. Павлову задали похожий вопрос и общий смысл его ответа сводился к следующему: «Я хочу пожелать молодежи, чтоб она научилась именно хорошо желать…» Учитесь думать, это главное средство проникновения в суть вещей. Если не развивать в себе это умение, то вы будете впадать в дурацкие положения, будете в плену чужих оценок, причем чаще всего ложных. Университет учит думать, и тем самым воспитывает Личность. В этом главная цель образования. Мы против каких-то изменений, которые выхолащивают творческую компоненту в учебе.