Алсын зайнаас генийн дамжуулалт: эрдэмтэн Александр Гурвичийн судалгаа

2024 Зохиолч: Seth Attwood | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2023-12-16 16:12

1906 оны хаврын сүүлээр 30 гаруй насны нэрт эрдэмтэн Александр Гаврилович Гурвич цэргээс халагдсан. Японтой хийсэн дайны үеэр Чернигов хотод байрлах арын полкт эмчээр ажиллаж байжээ. (Тэнд Гурвич өөрийнх нь хэлснээр "албадан хоосон байдлаас зугтаж" "Сээр нуруутан амьтдын үр хөврөл судлалын атлас ба эссэ" бичиж, зурсан бөгөөд дараагийн гурван жилд гурван хэлээр хэвлэгдсэн).

Одоо тэр залуу эхнэр, бяцхан охиныхоо хамт зуны турш Их Ростов руу - эхнэрийнхээ эцэг эх рүү явна. Түүнд ямар ч ажил байхгүй, Орост үлдэх үү, дахин гадаад явах уу гэдгээ мэдэхгүй байгаа.

Мюнхений их сургуулийн Анагаах ухааны факультетийн ард дипломын ажил хамгаалж, Страсбург, Бернийн их сургууль. Оросын залуу эрдэмтэн Европын олон биологичтой аль хэдийн танил болсон бөгөөд түүний туршилтыг Ханс Дриеш, Вильгельм Ру нар өндрөөр үнэлдэг. Одоо - гурван сар шинжлэх ухааны ажлаас бүрэн тусгаарлагдаж, хамт ажиллагсадтайгаа харилцах.

Энэ зун A. G. Гурвич өөрөө "Би өөрийгөө биологич гэж нэрлэдэг нь юу гэсэн үг вэ, үнэндээ би юу мэдмээр байна?" Дараа нь сперматогенезийн сайтар судалж, дүрсэлсэн үйл явцыг авч үзээд тэрээр амьд биетийн илрэлийн мөн чанар нь синхроноор тохиолддог тусдаа үйл явдлуудын хоорондын холбооноос бүрддэг гэсэн дүгнэлтэд хүрэв. Энэ нь түүний биологийн "харах өнцгийг" тодорхойлсон.

А. Г-ын хэвлэмэл өв. Гурвич - 150 гаруй эрдэм шинжилгээний бүтээл. Тэдний ихэнх нь Александр Гавриловичийн эзэмшдэг герман, франц, англи хэл дээр хэвлэгджээ. Түүний ажил үр хөврөл судлал, цитологи, гистологи, гистофизиологи, ерөнхий биологийн салбарт тод ул мөр үлдээжээ. Гэхдээ магадгүй "түүний бүтээлч үйл ажиллагааны гол чиглэл нь биологийн философи байсан" гэж хэлэх нь зөв байх ("Александр Гаврилович Гурвич. (1874-1954)" номноос. Москва: Наука, 1970).

А. Г. Гурвич 1912 онд "талбар" гэсэн ойлголтыг биологид анх нэвтрүүлсэн. Биологийн талбайн үзэл баримтлалыг боловсруулах нь түүний ажлын гол сэдэв байсан бөгөөд арав гаруй жил үргэлжилсэн. Энэ хугацаанд биологийн талбайн мөн чанарын талаарх Гурвичийн үзэл бодолд гүн гүнзгий өөрчлөлт орсон ч биологийн үйл явцын чиглэл, эмх цэгцийг тодорхойлдог нэг хүчин зүйл болох талбарын тухай байнга ярьж байв.

Дараагийн хагас зуунд энэ үзэл баримтлалыг ямар гунигтай хувь тавилан хүлээж байсныг хэлэх нь илүүц биз. Зохиогчид нь "био талбай" гэж нэрлэгддэг биеийн мөн чанарыг ойлгосон гэж мэдэгдсэн маш олон таамаглал байсан бөгөөд хэн нэгэн тэр даруй хүмүүсийг эмчлэх үүрэг хүлээсэн. Зарим нь А. Г. Гурвич, ажлынхаа утга учрыг олж мэдэхийг оролдоход огтхон ч санаа зовоогүй. Ихэнх нь Гурвичийн талаар мэддэггүй байсан бөгөөд аз болоход "био талбай" гэсэн нэр томъёо, түүний үйлдлийн талаархи янз бүрийн тайлбарыг хэлээгүй тул үүнийг дурдаагүй. Гурвич үүнд ямар ч хамаагүй. Гэсэн хэдий ч өнөөдөр "биологийн талбар" гэсэн үгс нь боловсролтой ярилцагчдын дунд үл мэдэгдэх эргэлзээ төрүүлж байна. Энэхүү нийтлэлийн нэг зорилго бол уншигчдад шинжлэх ухаан дахь биологийн талбайн санааны үнэн түүхийг ярих явдал юм.

Юу эсийг хөдөлгөдөг

А. Г. Гурвич 20-р зууны эхэн үеийн онолын биологийн байдалд сэтгэл хангалуун бус байв. "Удамшил дамжуулах" асуудал нь бие махбод дахь шинж чанарыг "хэрэгжүүлэх" асуудлаас эрс ялгаатай гэдгийг мэддэг байсан тул албан ёсны генетикийн боломжууд түүнд татагдсангүй.

Өнөөдрийг хүртэл биологийн хамгийн чухал ажил бол "хүүхэд шиг" асуултын хариултыг хайх явдал байж болох юм: бүх төрөл зүйлээрээ амьд оршнолууд нэг эсийн микроскопийн бөмбөгнөөс хэрхэн үүсдэг вэ? Яагаад хуваагддаг эсүүд хэлбэр дүрсгүй бөөгнөрсөн колони биш, харин эрхтэн, эд эсийн нарийн төвөгтэй, төгс бүтцийг бий болгодог вэ? Тухайн үеийн хөгжлийн механикт В. Ругийн санал болгосон учир шалтгаан-аналитик аргыг баримталсан: үр хөврөлийн хөгжил нь олон тооны хатуу шалтгаан-үр дагаврын холбоогоор тодорхойлогддог. Гэвч энэ хандлага нь туршилтын улмаас огцом хазайлт нь амжилттай хөгжилд саад болохгүй гэдгийг нотолсон Г. Дриешийн туршилтын үр дүнтэй санал нийлэхгүй байв. Үүний зэрэгцээ, биеийн бие даасан хэсгүүд нь хэвийн бүтэцээс огт үүсдэггүй - гэхдээ тэдгээр нь үүсдэг! Үүний нэгэн адил Гурвичийн өөрийн туршилтаар хоёр нутагтан амьтдын өндөгийг эрчимтэй центрифугдаж, тэдгээрийн харагдах бүтцийг зөрчиж байсан ч цаашдын хөгжил ижил түвшинд явагдсан, өөрөөр хэлбэл энэ нь бүрэн бүтэн өндөгнийхтэй адилаар дууссан.

Цагаан будаа. 1 Зураг A. G. Гурвич 1914 он - акулын үр хөврөлийн мэдрэлийн хоолой дахь эсийн давхаргын бүдүүвч зураг. 1 - үүсэх анхны тохиргоо (A), дараагийн тохиргоо (B) (том зураас - ажиглагдсан хэлбэр, тасархай - таамагласан), 2 - эхний (C) ба ажиглагдсан тохиргоо (D), 3 - эхний (E), таамагласан (F) … Перпендикуляр шугамууд нь эсийн урт тэнхлэгүүдийг харуулдаг - "хэрэв та хөгжлийн өгөгдсөн мөчид эсийн тэнхлэгт перпендикуляр муруй байгуулбал энэ нь энэ хэсгийн хөгжлийн дараагийн үе шатны контуртай давхцах болно"

А. Г. Гурвич хөгжиж буй үр хөврөл эсвэл бие даасан эрхтнүүдийн тэгш хэмтэй хэсгүүдийн митозын (эсийн хуваагдал) статистик судалгааг хийж, "хэвийн хүчин зүйл" гэсэн ойлголтыг нотолсон бөгөөд үүнээс хойш талбайн тухай ойлголт үүссэн. Гурвич үр хөврөлийн хэсэг дэх митозын тархалтын ерөнхий дүр зургийг нэг хүчин зүйл хянадаг бөгөөд тэдгээрийн яг цаг хугацаа, байршлыг огт тогтоогоогүй болохыг тогтоожээ. Талбайн онолын үндэслэл нь "элементийн ирээдүйн хувь заяаг бүхэлд нь түүний байр сууринаас тодорхойлдог" гэсэн алдартай Дришийн томъёонд агуулагдаж байсан нь эргэлзээгүй. Энэхүү санааг хэвийн болгох зарчимтай хослуулах нь Гурвичийг амьд ахуй дахь эмх цэгцтэй байдлын тухай ойлголтыг элементүүдийн "харилцан"-аас ялгаатай нь нэг бүхэлд "дагарах" гэж ойлгоход хүргэдэг. Тэрээр "Удамшил нь ухамсарлах үйл явц" (1912) бүтээлдээ анх удаа үр хөврөлийн талбар - морфийн тухай ойлголтыг боловсруулсан. Үнэн хэрэгтээ энэ нь харгис тойргийг эвдэх санал байв: нэг төрлийн элементүүдийн хооронд нэг төрлийн бус байдал үүссэнийг бүхэлд нь орон зайн координат дахь элементийн байрлалаас хамааруулан тайлбарлах.

Үүний дараа Гурвич морфогенезийн үйл явц дахь эсийн хөдөлгөөнийг тодорхойлсон хуулийн томъёоллыг хайж эхлэв. Тэрээр акулын үр хөврөлийн тархийг хөгжүүлэх явцад "мэдрэлийн хучуур эдийн дотоод давхаргын эсийн урт тэнхлэгүүд нь формацийн гадаргуутай перпендикуляр биш, харин тодорхой (15-15-) үед ямар ч үед чиглэгддэг болохыг олж мэдэв. 20') өнцөг. Өнцгийн чиг баримжаа нь байгалийн юм: хэрэв та хөгжлийн өгөгдсөн мөчид эсийн тэнхлэгт перпендикуляр муруй хийвэл энэ нь энэ бүсийн хөгжлийн дараагийн үе шатны контуртай давхцах болно "(Зураг 1).). Хүссэн хэлбэрээ барихын тулд хаашаа бөхийх, хаана сунахаа эсүүд "мэддэг" юм шиг санагдав.

Эдгээр ажиглалтыг тайлбарлахын тулд A. G. Гурвич нь рудиментийн эцсийн гадаргуугийн контуртай давхцаж, эсийн хөдөлгөөнийг чиглүүлдэг "хүчний гадаргуу" гэсэн ойлголтыг нэвтрүүлсэн. Гэсэн хэдий ч Гурвич өөрөө энэ таамаглалын төгс бус байдлыг мэдэж байсан. Математик хэлбэрийн нарийн төвөгтэй байдлаас гадна тэрээр үзэл баримтлалын "телеологи" -д сэтгэл хангалуун бус байсан (энэ нь эсийн хөдөлгөөнийг байхгүй, ирээдүйн хэлбэрт захируулж байх шиг байсан). "Үр хөврөлийн талбайн тухай ойлголтын тухай" (1922) дараагийн бүтээлд "рудиментийн эцсийн тохиргоог татах хүчний гадаргуу биш, харин цэгийн эх үүсвэрээс үүссэн талбайн эквипотенциал гадаргуу гэж үздэг." Үүнтэй ижил ажилд "морфогенетик талбар" гэсэн ойлголтыг анх удаа нэвтрүүлсэн.

Гурвич энэ асуултыг маш өргөн, бүрэн дүүрэн тавьсан тул ирээдүйд үүсч болох морфогенезийн аливаа онол нь үндсэндээ талбайн өөр төрлийн онол байх болно.

Л. В. Белоусов, 1970 он

Биоген хэт ягаан туяа

"Митогенезийн асуудлын үндэс, үндэс нь кариокинезийн гайхамшигт үзэгдлийг (өнгөрсөн зууны дунд үед митозыг ингэж нэрлэж байсан. - Ред. Тайлбар) хэзээ ч тасрахгүй сонирхож байсанд тавигдсан" гэж А. Г. Гурвич 1941 онд намтар тэмдэглэлдээ."Митогенез" - Гурвичийн лабораторид төрж, удалгүй нийтлэг хэрэглээнд нэвтэрсэн ажлын нэр томъёо нь "митогенетик цацраг" гэсэн ойлголттой дүйцэхүйц - амьтан, ургамлын эд эсийн хэт ягаан туяа, эсийн хуваагдлын процессыг өдөөдөг. митоз).

А. Г. Гурвич амьд биет дэх митозуудыг тусгаарлагдсан үйл явдал биш, харин нийлбэр байдлаар, уялдаа холбоотой зүйл гэж үзэх шаардлагатай гэсэн дүгнэлтэд хүрсэн - энэ нь өндөгний хуваагдлын эхний үе шатуудын хатуу зохион байгуулалттай митозууд эсвэл эд эс дэх санамсаргүй мэт санагдах митозууд уу. насанд хүрсэн амьтан эсвэл ургамал. Гурвич зөвхөн организмын бүрэн бүтэн байдлыг хүлээн зөвшөөрөх нь молекулын болон эсийн түвшний үйл явцыг митозын тархалтын топографийн онцлогтой хослуулах боломжтой гэж үздэг.

1920-иод оны эхэн үеэс А. Г. Гурвич митозыг өдөөдөг гадны нөлөөллийн янз бүрийн боломжуудыг авч үзсэн. Түүний харааны талбарт тухайн үед Германы ургамал судлаач Г. Хаберландт боловсруулсан ургамлын гормоны тухай ойлголт байв. (Тэр ургамлын эд дээр буталсан эсийн зутан тавиад, эдийн эсүүд хэрхэн илүү идэвхтэй хуваагдаж эхэлснийг ажиглав.) Гэвч химийн дохио яагаад бүх эсэд адилхан нөлөөлдөггүй, жишээ нь жижиг эсүүд яагаад илүү хуваагддаг нь тодорхойгүй байв. ихэвчлэн том хэмжээтэй байдаг. Гурвич бүх цэг нь эсийн гадаргуугийн бүтцэд оршдог гэж санал болгов: магадгүй залуу эсүүдэд гадаргуугийн элементүүд нь дохиог хүлээн авахад таатай, тусгай арга замаар зохион байгуулагддаг бөгөөд эс өсөх тусам энэ зохион байгуулалт тасалддаг. (Мэдээж тухайн үед гормоны рецептор гэсэн ойлголт байгаагүй.)

Гэсэн хэдий ч, хэрэв энэ таамаглал зөв бөгөөд зарим элементийн орон зайн тархалт нь дохиог хүлээн авахад чухал ач холбогдолтой бол энэ таамаглал нь дохио нь химийн шинж чанартай биш, харин физик шинж чанартай байж болохыг харуулж байна: жишээлбэл, эсийн зарим бүтцэд нөлөөлж буй цацраг туяа. гадаргуу нь резонанстай байдаг. Эдгээр бодол санаа нь эцэстээ туршилтаар батлагдсан бөгөөд хожим нь олны танил болсон.

Цагаан будаа. 2 Сонгины үндэсийн үзүүр дэх митозын индукц ("Das Problem der Zellteilung physiologisch betrachtet" бүтээлээс авсан зураг, Берлин, 1926). Текст дэх тайлбарууд

1923 онд Крымын их сургуульд хийсэн энэхүү туршилтын тайлбарыг энд оруулав. "Чийдэнтэй холбогдсон ялгаруулагч үндэс (индуктор) нь хэвтээ байдлаар бэхжиж, үзүүр нь меристемийн бүс рүү (өөрөөр хэлбэл эсийн үржлийн бүс рүү) чиглүүлсэн. Энэ тохиолдолд мөн үндэсний үзүүрийн ойролцоо байрладаг. - Ed. Тэмдэглэл) хоёр дахь ижил төстэй үндэс (илрүүлэгч) босоо байрлалтай. Үндэс хоорондын зай 2-3 мм байна "(Зураг 2). Нэвтрүүлгийн төгсгөлд мэдрэгчтэй үндсийг нарийн тэмдэглэж, бэхэлж, дунд талын хавтгайтай параллель уртааш хэсэг болгон хуваасан. Хэсгүүдийг микроскопоор шалгаж, цацраг болон хяналтын тал дээр митозын тоог тоолсон.

Тухайн үед үндэс үзүүрийн хоёр тал дахь митозын тоо (ихэвчлэн 1000-2000) хоорондын зөрүү нь ихэвчлэн 3-5% -иас хэтрэхгүй гэдгийг аль хэдийн мэддэг байсан. Тиймээс, мэдрэх үндэсний төв бүсэд "митозын тоо мэдэгдэхүйц, системтэй, огцом хязгаарлагдмал давамгайлал" нь гадны хүчин зүйлийн нөлөөллийг маргаангүй гэрчилдэг. Индукторын язгуурын үзүүрээс ямар нэгэн зүйл гарч ирснээр детекторын үндэсийн эсүүд илүү идэвхтэй хуваагдахад хүргэсэн (Зураг 3).

Цаашдын судалгаагаар энэ нь дэгдэмхий химийн бодисын тухай биш харин цацрагийн тухай болохыг тодорхой харуулсан. Цохилт нь нарийн зэрэгцээ цацраг хэлбэрээр тархсан - өдөөгч үндэс нь хажуу тийшээ бага зэрэг хазаймагц нөлөө нь алга болсон. Үндэс хооронд нь шилэн таваг тавихад бас алга болсон. Гэхдээ хавтанг кварцаар хийсэн бол үр нөлөө нь хэвээр үлдэнэ! Энэ нь цацраг нь хэт ягаан туяа гэдгийг харуулж байна. Хожим нь түүний спектрийн хил хязгаарыг илүү нарийвчлалтай тогтоосон - 190-330 нм, дундаж эрчимийг нэг см квадрат тутамд 300-1000 фотон / с түвшинд тооцоолсон. Өөрөөр хэлбэл Гурвичийн нээсэн митогенетик цацраг нь маш бага эрчимтэй дунд ба хэт ягаан туяатай ойролцоо байв. (Орчин үеийн мэдээллээс харахад эрч хүч нь бүр бага байна - энэ нь квадрат см тутамд хэдэн арван фотон / с дараалалтай байна.)

Цагаан будаа. 3 Дөрвөн туршилтын үр нөлөөний график дүрслэл. Эерэг чиглэл (абсцисса тэнхлэгээс дээш) нь цацрагийн тал дээр митозын давамгайлалыг хэлнэ.

Байгалийн асуулт: нарны спектрийн хэт ягаан туяа яах вэ, энэ нь эсийн хуваагдалд нөлөөлдөг үү? Туршилтанд ийм үр нөлөөг хассан: А. Г. Гурвич, Л. Д. Гурвичийн "Митогенетик цацраг" (М., Медгиз, 1945), арга зүйн зөвлөмжийн хэсэгт туршилтын явцад цонхыг хааж, лабораторид ил гал, цахилгаан оч үүсгэх эх үүсвэр байх ёсгүйг тодорхой зааж өгсөн болно. Нэмж дурдахад туршилтыг заавал хяналттай хамт явуулсан. Гэсэн хэдий ч нарны хэт ягаан туяаны эрчим нь нэлээд өндөр байдаг тул байгаль дээрх амьд объектуудад үзүүлэх нөлөө нь огт өөр байх ёстой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй.

А. Г шилжилтийн дараа энэ сэдвээр ажиллах ажил улам эрчимжсэн. Гурвич 1925 онд Москвагийн их сургуульд - Анагаах ухааны факультетийн гистологи, эмбриологийн тэнхимийн эрхлэгчээр санал нэгтэйгээр сонгогдов. Митогенетик цацраг нь мөөгөнцрийн болон бактерийн эсүүд, далайн хорхой, хоёр нутагтан амьтдын өндөг, эд эсийн өсгөвөр, хорт хавдрын эсүүд, мэдрэлийн (тусгаарлагдсан аксоныг оруулаад) булчингийн систем, эрүүл организмын цуснаас олдсон. Жагсаалтаас харахад задрах чадваргүй эдүүд бас ялгардаг - энэ баримтыг санацгаая.

20-р зууны 30-аад оны үед бактерийн өсгөвөрийн удаан хугацааны митогенетик цацрагийн нөлөөн дор битүүмжилсэн кварц саванд хадгалагдаж байсан далайн хээрийн авгалдайн хөгжлийн эмгэгийг Пастерийн хүрээлэнд Ж., М. Магроу нар судалжээ. (Өнөөдөр А. Б. Бурлаковын нэрэмжит Москвагийн Улсын Их Сургуулийн биофацид загас, хоёр нутагтан амьтдын үр хөврөлтэй ижил төстэй судалгаа хийж байна.)

Тухайн жилүүдэд судлаачдын өөрсөддөө тавьсан өөр нэг чухал асуулт: цацрагийн нөлөө амьд эдэд хэр тархдаг вэ? Сонгины үндэстэй туршилт хийхэд орон нутгийн үр нөлөө ажиглагдаж байсныг уншигч санаж байгаа байх. Түүнээс гадна алсын зайн үйл ажиллагаа бас бий юу? Үүнийг тогтоохын тулд загвар туршилтуудыг хийсэн: глюкоз, пептон, нуклейн хүчил болон бусад биомолекулуудын уусмалаар дүүргэсэн урт хоолойнуудыг орон нутгийн цацрагаар цацаж, цацраг нь хоолойгоор тархсан. Хоёрдогч цацраг гэж нэрлэгддэг цацрагийн тархалтын хурд нь ойролцоогоор 30 м / с байсан нь үйл явцын цацраг-химийн шинж чанарын талаархи таамаглалыг баталжээ. (Орчин үеийн хэллэгээр бол биомолекулууд нь хэт ягаан туяаны фотоныг шингээж, флюресцэж, илүү урт долгионы урттай фотоныг ялгаруулж байсан. Фотонууд нь эргээд дараагийн химийн өөрчлөлтийг бий болгосон.) Үнэхээр зарим туршилтаар цацрагийн тархалтыг бүхэл бүтэн уртын дагуу ажигласан. биологийн объект (жишээлбэл, ижил нумын урт үндэст).

Гурвич болон түүний хамтран ажиллагчид физик эх үүсвэрийн хэт сулруулсан хэт ягаан туяа нь биологийн индукторын нэгэн адил сонгины үндэс дэх эсийн хуваагдлыг дэмждэг болохыг харуулсан.

Биологийн талбайн үндсэн шинж чанарын талаархи бидний томъёолол нь түүний агуулгад физикт мэдэгдэж буй талбаруудтай ижил төстэй байдлыг илэрхийлдэггүй (хэдийгээр энэ нь мэдээжийн хэрэг тэдэнтэй зөрчилддөггүй).

А. Г. Гурвич. Аналитик биологийн зарчим ба эсийн талбайн онол

Фотонууд дамжуулж байна

Амьд эсэд хэт ягаан туяа хаанаас ирдэг вэ? А. Г. Гурвич болон түүний хамтрагчид туршилт хийхдээ ферментийн болон энгийн органик бус исэлдэлтийн урвалын спектрийг бүртгэсэн. Хэсэг хугацааны турш митогенетик цацрагийн эх үүсвэрийн тухай асуудал нээлттэй хэвээр байв. Харин 1933 онд фотохимич В. Франкенбургерийн таамаглал хэвлэгдсэний дараа эсийн доторх фотоны гарал үүслийн нөхцөл байдал тодорхой болов. Франкенбургер өндөр энергитэй хэт ягаан туяа үүсэх эх үүсвэр нь химийн болон биохимийн үйл явцын явцад тохиолддог чөлөөт радикалуудын дахин нэгдэх үйл явц бөгөөд ховор тохиолддог тул урвалын ерөнхий энергийн тэнцвэрт байдалд нөлөөлдөггүй гэж үздэг.

Радикалуудыг дахин нэгтгэх явцад ялгарах энерги нь субстратын молекулуудад шингэж, эдгээр молекулуудын спектрийн шинж чанараар ялгардаг. Энэ схемийг Н. Н. Семёнов (ирээдүйн Нобелийн шагналтан) ба энэ хэлбэрээр митогенезийн талаархи дараагийн бүх нийтлэл, монографиудад багтсан болно. Амьд системийн химилюминесценцийн орчин үеийн судалгаа нь өнөөдөр нийтээр хүлээн зөвшөөрөгдсөн эдгээр үзэл бодлын үнэн зөвийг баталж байна. Энд зөвхөн нэг жишээ байна: флюресцент уургийн судалгаа.

Мэдээжийн хэрэг, янз бүрийн химийн холбоог уураг, түүний дотор пептидийн холбоог шингээдэг - дунд хэт ягаан туяанд (хамгийн эрчимтэй - 190-220 нм). Гэхдээ флюресценцийн судалгаанд анхилуун үнэрт амин хүчил, ялангуяа триптофан хамааралтай байдаг. Энэ нь 280 нм-д хамгийн их шингээх, фенилаланин 254 нм, тирозин 274 нм-т байдаг. Хэт ягаан туяаны квантуудыг шингээж авснаар эдгээр амин хүчлүүд нь хоёрдогч цацраг хэлбэрээр ялгардаг - байгалийн хувьд илүү урт долгионы урттай, уургийн өгөгдсөн төлөвийн спектрийн шинж чанартай байдаг. Түүгээр ч барахгүй уурагт дор хаяж нэг триптофаны үлдэгдэл байгаа бол зөвхөн энэ нь флюресцент болно - тирозин ба фенилаланины үлдэгдэлд шингэсэн энерги нь түүнд дахин хуваарилагдана. Триптофаны үлдэгдлийн флюресценцийн спектр нь хүрээлэн буй орчноос ихээхэн хамаардаг - үлдэгдэл нь бөмбөрцгийн гадаргууд ойрхон эсвэл дотор байгаа эсэхээс үл хамааран 310-340 нм зурваст өөр өөр байдаг.

А. Г. Гурвич ба түүний хамтрагчид пептидийн синтезийн туршилтын үеэр фотонуудтай холбоотой гинжин процессууд хуваагдал (фотодиссоциаци) эсвэл синтез (фотосинтез) -д хүргэдэг болохыг харуулсан. Фотодиссоциацийн урвалууд нь цацраг туяа дагалддаг бол фотосинтезийн процессууд ялгардаггүй.

Одоо бүх эсүүд яагаад ялгардаг нь тодорхой болсон, гэхдээ митозын үед - ялангуяа хүчтэй. Митозын процесс нь эрчим хүч их шаарддаг. Түүгээр ч зогсохгүй, хэрэв өсөн нэмэгдэж буй эсэд энергийн хуримтлал, зарцуулалт нь шингээх процесстой зэрэгцэн явагддаг бол митозын үед интерфазад эсийн хадгалсан энерги зөвхөн зарцуулагддаг. Эсийн доторх нарийн төвөгтэй бүтэц (жишээлбэл, цөмийн бүрхүүл) задарч, эрчим хүч зарцуулдаг урвуу шинийг бий болгодог - жишээлбэл, хроматин супер ороомог.

А. Г. Гурвич ба түүний хамтрагчид фотон тоолуур ашиглан митогенетик цацрагийг бүртгэх ажлыг хийжээ. Ленинградын IEM-ийн Гурвичийн лабораториос гадна эдгээр судалгаанууд мөн Ленинградад, А. Ф. Иоффе, тэргүүлсэн G. M. Фрэнк, физикч Ю. Б. Харитон ба С. Ф. Родионов.

Баруунд Б. Раевский, Р. Одубер зэрэг нэр хүндтэй мэргэжилтнүүд фото үржүүлэгч хоолойг ашиглан митогенетик цацрагийг бүртгэх ажилд оролцдог байв. Нэрт физикч В. Герлахын шавь (тоон спектрийн анализыг үндэслэгч) Г. Бартыг мөн дурсах хэрэгтэй. Барт А. Г-ын лабораторид хоёр жил ажилласан. Гурвич, Германд судалгаагаа үргэлжлүүлэв. Тэрээр биологийн болон химийн эх үүсвэртэй ажиллахдаа найдвартай эерэг үр дүнд хүрч, хэт сул цацрагийг илрүүлэх арга зүйд чухал хувь нэмэр оруулсан. Барт мэдрэмжийн урьдчилсан шалгалт тохируулга хийж, фото үржүүлэгчийн сонголтыг хийсэн. Өнөөдөр энэ процедур нь сул гэрлийн урсгалыг хэмждэг хүн бүрт заавал байх ёстой бөгөөд тогтмол байдаг. Гэсэн хэдий ч яг энэ болон бусад шаардлагатай шаардлагыг үл тоомсорлож байсан нь дайны өмнөх олон судлаачдад итгэл үнэмшилтэй үр дүнд хүрэх боломжийг олгосонгүй.

Өнөөдөр биологийн эх үүсвэрээс хэт сул цацрагийг бүртгэх тухай гайхалтай тоо баримтыг Ф. Поппын удирдлаган дор Олон улсын биофизикийн хүрээлэнд (Герман) олж авлаа. Гэсэн хэдий ч түүний өрсөлдөгчдийн зарим нь эдгээр бүтээлүүдэд эргэлзэж байна. Тэд биофотоныг бодисын солилцооны дайвар бүтээгдэхүүн, биологийн ямар ч утгагүй хөнгөн чимээ шуугиан гэж үзэх хандлагатай байдаг. Гёттингений их сургуулийн физикч Райнер Ульбрих "Гэрлийн ялгаралт нь олон тооны химийн урвалыг дагалддаг бүрэн байгалийн бөгөөд өөрөө ойлгомжтой үзэгдэл юм" гэж онцолжээ. Биологич Гюнтер Рот нөхцөл байдлыг дараах байдлаар үнэлж байна: "Биофотонууд ямар ч эргэлзээгүй байдаг - өнөөдөр үүнийг орчин үеийн физикийн мэдэлд байгаа өндөр мэдрэмжтэй төхөөрөмжүүд хоёрдмол утгагүй баталж байна. Поппын тайлбарын хувьд (бид хромосомууд уялдаа холбоотой фотон ялгаруулдаг тухай ярьж байна. - Редакторын тэмдэглэл) энэ бол сайхан таамаглал боловч санал болгож буй туршилтын баталгаа нь түүний хүчинтэй байдлыг хүлээн зөвшөөрөхөд бүрэн хангалтгүй хэвээр байна. Нөгөөтэйгүүр, энэ тохиолдолд нотлох баримт олж авах нь маш хэцүү гэдгийг бид анхаарч үзэх хэрэгтэй, учир нь нэгдүгээрт, энэхүү фотоны цацрагийн эрчим маш бага, хоёрдугаарт, физикт ашигладаг лазерын гэрлийг илрүүлэх сонгодог аргууд байдаг. Энд өргөдөл гаргахад хэцүү."

Танай улсаас хэвлэгдсэн биологийн бүтээлүүдээс таны бүтээлээс илүү шинжлэх ухааны ертөнцийн анхаарлыг татсан зүйл байхгүй.

Альбрехт Бетегийн 1930 оны 01-р сарын 8-ны өдрийн А. Г-д бичсэн захидлаас. Гурвич

Хяналттай тэнцвэргүй байдал

Протоплазм дахь зохицуулалтын үзэгдлүүд A. G. Гурвич хоёр нутагтан болон echinoderms-ийн бордсон өндөгийг центрифуг хийх анхны туршилтынхаа дараа таамаглаж эхлэв. Бараг 30 жилийн дараа митогенетик туршилтын үр дүнг ойлгоход энэ сэдэв шинэ түлхэц болсон. Гурвич функциональ байдлаас үл хамааран гадны нөлөөнд хариу үйлдэл үзүүлэх материаллаг субстратын (биомолекулуудын багц) бүтцийн шинжилгээ нь утгагүй гэдэгт итгэлтэй байна. А. Г. Гурвич протоплазмын физиологийн онолыг томъёолсон. Үүний мөн чанар нь амьд системүүд нь энерги хадгалах тусгай молекулын аппараттай байдаг бөгөөд энэ нь үндсэндээ тэнцвэргүй байдаг. Ерөнхий хэлбэрээр энэ нь эрчим хүчний урсгал нь бие махбодид зөвхөн өсөлт, ажилд төдийгүй бидний амьд гэж нэрлэдэг төлөв байдлыг хадгалахад зайлшгүй шаардлагатай гэсэн санааг тусгасан болно.

Эрдэмтэд амьд системийн бодисын солилцоог тодорхой түвшинд байлгадаг энергийн урсгал хязгаарлагдмал үед митогенетик цацрагийн тэсрэлт зайлшгүй ажиглагддаг болохыг судлаачид анхааралдаа авав. ("Эрчим хүчний урсгалыг хязгаарлах" гэдэг нь ферментийн системийн идэвхжил буурах, мембран дамжуулалтын янз бүрийн процессыг дарах, өндөр энергитэй нэгдлүүдийн нийлэгжилт, хэрэглээний түвшин буурах, өөрөөр хэлбэл аливаа процессыг ойлгох ёстой. эсийг эрчим хүчээр хангах - жишээлбэл, объектыг буцаах хөргөлтөөр эсвэл бага зэргийн мэдээ алдуулалтаар.) Гурвич эрчим хүчний потенциал нэмэгдэж, байгальд тэнцвэргүй, нийтлэг функцээр нэгдмэл байдаг маш тогтворгүй молекулын формацийн тухай ойлголтыг томъёолсон. Тэрээр тэдгээрийг тэнцвэрт бус молекул одны (NMCs) гэж нэрлэсэн.

А. Г. Гурвич энэ нь NMC-ийн задрал, протоплазмын зохион байгуулалтыг зөрчсөнөөс болж цацрагийн тэсрэлт үүсгэсэн гэж үздэг. Энд тэрээр уургийн нэгдлүүдийн ерөнхий энергийн түвшний дагуу энергийн шилжилт хөдөлгөөний тухай А. Сэнт-Диордьигийн санаатай ижил төстэй зүйл ихтэй. "Биофотоник" цацрагийн мөн чанарыг нотлох ижил төстэй санааг өнөөдөр Ф. Попп илэрхийлсэн бөгөөд тэрээр нүүдлийн өдөөх бүсүүдийг "поляритон" гэж нэрлэдэг. Физикийн үүднээс авч үзвэл энд ер бусын зүйл байхгүй. (Одоогийн мэдэгдэж байгаа эсийн доторх бүтцийн аль нь Гурвичийн онолд NMC-ийн үүрэг гүйцэтгэхэд тохиромжтой байж болох вэ - бид энэ оюуны дасгалыг уншигчдад үлдээх болно.)

Центрифуг хийх эсвэл сул хүчдэлийн нөлөөгөөр субстрат механик нөлөөлөлд өртөх үед цацраг туяа ч үүсдэг нь туршилтаар батлагдсан. Энэ нь NMC нь механик нөлөөлөл, энергийн урсгалын хязгаарлалтаас болж эвдэрсэн орон зайн дараалалтай гэж хэлэх боломжтой болсон.

Эхлээд харахад энергийн урсгалаас хамаардаг NMC нь Нобелийн шагналт И. Р. Пригожин. Гэсэн хэдий ч ийм бүтцийг судалж үзсэн хүн бүр (жишээлбэл, Белоусов - Жаботинскийн урвал) ерөнхий шинж чанар нь хадгалагдан үлдсэн боловч туршлагаас туршлагаасаа бүрэн хуулбарлагдаагүй гэдгийг маш сайн мэддэг. Нэмж дурдахад тэд химийн урвалын параметрүүд болон гадаад нөхцөл байдлын өчүүхэн өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг. Энэ бүхэн нь амьд биетүүд нь тэнцвэрт бус тогтоц байдаг тул зөвхөн энергийн урсгалын улмаас байгууллагынхаа өвөрмөц динамик тогтвортой байдлыг хадгалж чадахгүй гэсэн үг юм. Системийн нэг захиалгын хүчин зүйл бас шаардлагатай. Энэ хүчин зүйл нь A. G. Гурвич үүнийг биологийн талбай гэж нэрлэсэн.

Товчхондоо биологийн (эсийн) талбайн онолын эцсийн хувилбар нь иймэрхүү харагдаж байна. Талбай нь хүч биш вектор шинж чанартай байдаг. (Санамж: хүчний талбар нь орон зайн муж бөгөөд түүний цэг бүр дээр байрлуулсан туршилтын объектод тодорхой хүч үйлчилдэг; жишээлбэл, цахилгаан соронзон орон. Вектор талбар нь орон зайн муж бөгөөд цэг бүр дээр байдаг орон зайн муж юм. тодорхой вектор өгөгдсөн, тухайлбал, хөдөлж буй шингэн дэх бөөмсийн хурдны векторууд.) Өдөөгдсөн төлөвт байгаа, улмаар илүүдэл энергитэй молекулууд векторын талбайн үйлчлэлд ордог. Тэд энергийн улмаас биш (өөрөөр хэлбэл цахилгаан соронзон орон дахь цэнэглэгдсэн бөөмстэй адил биш), харин өөрсдийн боломжит энергийг зарцуулж, шинэ чиг баримжаа олж авдаг, хэв гажилт эсвэл хөдөлдөг. Энэ энергийн нэлээд хэсэг нь кинетик энерги болж хувирдаг; илүүдэл энерги зарцуулагдаж, молекул өдөөгдөөгүй төлөвт буцаж ирэхэд талбайн нөлөөлөл зогсдог. Үүний үр дүнд эсийн талбарт орон зай-цаг хугацааны дараалал үүсдэг - NMC үүсдэг бөгөөд энэ нь эрчим хүчний боломжоор тодорхойлогддог.

Үүнийг хялбаршуулсан хэлбэрээр дараах харьцуулалтаар тодруулж болно. Хэрэв эсийн дотор хөдөлж буй молекулууд нь машинууд бөгөөд тэдгээрийн илүүдэл энерги нь бензин бол биологийн талбар нь машин жолоодож буй газрын рельефийг бүрдүүлдэг. "Хөнгөвчлөх"-ийг дагаж, ижил төстэй энергийн шинж чанартай молекулууд NMC-ийг үүсгэдэг. Өмнө дурьдсанчлан эдгээр нь зөвхөн эрчим хүчний хувьд төдийгүй нийтлэг функцээр нэгдмэл байдаг бөгөөд нэгдүгээрт, эрчим хүчний урсгалаас (машинууд бензингүйгээр явах боломжгүй), хоёрдугаарт, биологийн талбайн захиалгат үйл ажиллагааны улмаас оршин байдаг. (бартаат замд машин өнгөрөхгүй). Бие даасан молекулууд NMC-д байнга орж, гардаг боловч NMC бүхэлдээ түүнийг тэжээж буй энергийн урсгалын үнэ цэнэ өөрчлөгдөх хүртэл тогтвортой хэвээр байна. Түүний үнэ цэнэ буурах тусам NMC задарч, түүнд хуримтлагдсан энерги ялгардаг.

Амьд эд эсийн тодорхой хэсэгт энергийн урсгал багассан гэж төсөөлөөд үз дээ: NMC-ийн задрал илүү эрчимтэй болсон тул митозыг хянадаг цацрагийн эрч хүч нэмэгдэв. Мэдээжийн хэрэг, митогенетик цацраг нь талбайтай нягт холбоотой байдаг - энэ нь түүний нэг хэсэг биш ч гэсэн! Бидний санаж байгаагаар ялзрах (ялгарах) үед илүүдэл энерги ялгардаг бөгөөд энэ нь NMC-д дайчлагдаагүй бөгөөд синтезийн үйл явцад оролцдоггүй; Учир нь ихэнх эсүүдэд шингээх, задлах үйл явц нэгэн зэрэг явагддаг боловч өөр өөр хувь хэмжээгээр эсүүд нь өвөрмөц митогенетик горимтой байдаг. Эрчим хүчний урсгалын хувьд ч мөн адил: талбай нь тэдний эрчимжилтэд шууд нөлөөлдөггүй, харин орон зайн "хөнгөвчлөх" байдлыг бий болгож, тэдгээрийн чиглэл, тархалтыг үр дүнтэй зохицуулж чаддаг.

А. Г. Гурвич дайны хүнд хэцүү жилүүдэд талбайн онолын эцсийн хувилбар дээр ажилласан. "Биологийн талбайн онол" нь 1944 онд (Москва: Зөвлөлтийн шинжлэх ухаан), дараагийн хэвлэлд франц хэл дээр - 1947 онд хэвлэгдсэн. Эсийн биологийн талбайн онол нь өмнөх үзэл баримтлалыг дэмжигчдийн дунд хүртэл шүүмжлэл, үл ойлголцлыг үүсгэсэн. Тэдний гол зэмлэл бол Гурвич бүхэл бүтэн санаагаа орхиж, бие даасан элементүүдийн харилцан үйлчлэлийн зарчимд буцаж ирсэн (өөрөөр хэлбэл бие даасан эсийн талбарууд) үүнийг үгүйсгэсэн явдал байв. Нийтлэлд "Бүхэл бүтэн" тухай ойлголт "эсийн талбайн онолын үүднээс" ("Митогенез ба биологийн талбайн онолын талаархи бүтээлүүд" цуглуулга. Гурвич энэ нь тийм биш гэдгийг харуулж байна. Бие даасан нүднүүдийн үүсгэсэн талбарууд нь хязгаараас давж, талбайн векторуудыг геометрийн нэмэх дүрмийн дагуу огторгуйн аль ч цэгт нэгтгэдэг тул шинэ үзэл баримтлал нь "бодит" талбарын тухай ойлголтыг баталж байна. Энэ нь үнэн хэрэгтээ цаг хугацааны явцад өөрчлөгдөж, бүхэл бүтэн шинж чанарыг эзэмшдэг эрхтэн (эсвэл организм) бүх эсийн динамик салшгүй хэсэг юм.

1948 оноос хойш А. Г-ын шинжлэх ухааны үйл ажиллагаа. Гурвич голчлон онолын талбарт анхаарлаа төвлөрүүлэхээс өөр аргагүй болжээ. Бүх Холбооны Хөдөө Аж Ахуйн Академийн 8-р сарын чуулганы дараа тэрээр Оросын Анагаахын Шинжлэх Ухааны Академийн Туршилтын Анагаах Ухааны Хүрээлэнд (1945 онд хүрээлэн байгуулагдсанаас хойш захирлаар ажиллаж байсан) үргэлжлүүлэн ажиллах боломжийг олж хараагүй. 9-р сарын эхээр тэтгэвэрт гарах хүсэлтээ академийн Тэргүүлэгчид гаргажээ. Тэрээр амьдралынхаа сүүлийн жилүүдэд биологийн талбайн онол, онолын биологи, биологийн судалгааны арга зүйн янз бүрийн чиглэлээр олон бүтээл туурвисан. Гурвич эдгээр бүтээлийг нэг номын бүлгүүд гэж үзсэн бөгөөд 1991 онд "Аналитик биологийн зарчим ба эсийн талбайн онол" (Москва: Наука) нэрээр хэвлэгдсэн.

Амьд тогтолцоо оршин тогтнох нь хамгийн гүн гүнзгий асуудал бөгөөд түүний үйл ажиллагаа нь сүүдэрт хэвээр байгаа эсвэл үлдэх ёстой.

А. Г. Гурвич. Биологийн гистологийн үндэс. Йена, 1930 (Герман хэлээр)

Ойлгохгүйгээр өрөвдөх сэтгэл

A. G-ийн бүтээлүүд. Дэлхийн 2-р дайны өмнө митогенезийн тухай Гурвич манай улсад болон гадаадад маш их алдартай байсан. Гурвичийн лабораторид хорт хавдар үүсгэх процессыг идэвхтэй судалж, ялангуяа хорт хавдартай хүмүүсийн цус нь эрүүл хүмүүсийн цуснаас ялгаатай нь митогенетик цацрагийн эх үүсвэр биш болохыг харуулсан. 1940 онд А. Г. Гурвич хорт хавдрын асуудлыг митогенетикийн судалгаанд оруулсан ажлынхаа төлөө Төрийн шагнал хүртжээ. Гурвичийн "талбар" үзэл баримтлал нь хэзээ ч олны анхаарлыг татдаг байсан ч өргөн дэлгэрч байгаагүй. Гэвч түүний ажил, тайлангийн энэхүү сонирхол нь ихэвчлэн өнгөцхөн хэвээр байсан. А. А. Өөрийгөө үргэлж А. Г-ын шавь гэж нэрлэдэг Любищев. Гурвич энэ хандлагыг "ойлгохгүй өрөвдөх сэтгэл" гэж тодорхойлсон.

Бидний үед өрөвдөх сэтгэл нь дайсагнал хэлбэрээр солигдсон. А. Г-ын санааг гутаахад ихээхэн хувь нэмэр оруулсан. Гурвичийг зарим дагалдагчид танилцуулж, эрдэмтний бодлыг "өөрсдийн ойлголтын дагуу" тайлбарлав. Гэхдээ гол зүйл бол тэр ч байтугай биш юм. Гурвичийн санаанууд нь "ортодокс" биологийн замаар явсан замын хажуугаар оров. Давхар мушгиа нээгдсэний дараа судлаачдын өмнө шинэ, сэтгэл татам хэтийн төлөв гарч ирэв. "Ген - уураг - тэмдэг" гинжин хэлхээ нь үр дүнд хүрэхэд хялбар юм шиг бетоны хувьд татагддаг. Мэдээжийн хэрэг молекул биологи, молекул генетик, биохими нь үндсэн чиглэл болж, амьд систем дэх генетикийн болон ферментийн бус хяналтын үйл явц аажмаар шинжлэх ухааны зах руу түлхэгдэж, тэдний судалгаа нь эргэлзээтэй, хөнгөмсөг ажил гэж тооцогдож эхлэв.

Биологийн орчин үеийн физик-химийн болон молекулын салбаруудын хувьд бүрэн бүтэн байдлын тухай ойлголт нь харь гаригийн шинж чанартай байдаг бөгөөд үүнийг A. G. Гурвич амьд биетийн үндсэн өмч гэж үздэг байв. Нөгөөтэйгүүр, салгах нь шинэ мэдлэг олж авахтай практикт адилхан байдаг. Аливаа юмс үзэгдлийн химийн талын судалгааг илүүд үздэг. Хроматиныг судлахдаа ДНХ-ийн анхдагч бүтцэд анхаарлаа хандуулдаг бөгөөд үүнд голчлон генийг харахыг илүүд үздэг. Биологийн үйл явцын тэнцвэргүй байдлыг албан ёсоор хүлээн зөвшөөрдөг ч хэн ч үүнд чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй: ихэнх бүтээл нь "хар" ба "цагаан", уураг байгаа эсэх, генийн идэвхгүй байдал, идэвхгүй байдлыг ялгахад чиглэгддэг.. (Биологийн их, дээд сургуулийн оюутнуудын дунд термодинамик бол физикийн хамгийн дургүй, муу ойлгогддог салбаруудын нэг гэдэг нь дэмий хоосон зүйл биш юм.) Гурвичээс хойш хагас зуун жилийн хугацаанд бид юу алдсан бэ, ямар их алдагдалтай вэ? хариултыг өдөөх болно. шинжлэх ухааны ирээдүй.

Магадгүй биологи нь амьд биетийн үндсэн бүрэн бүтэн байдал, тэнцвэргүй байдлын талаархи санаа, энэ бүрэн бүтэн байдлыг хангадаг нэг цэгцлэх зарчмын талаархи санаа бодлыг хараахан шингээж чадаагүй байж магадгүй юм. Магадгүй Гурвичийн санаанууд урагштай байгаа бөгөөд тэдний түүх дөнгөж эхэлж байна.

О. Г. Гавриш, биологийн шинжлэх ухааны нэр дэвшигч