Скажи мне, из чего состоит твоя рибосома...

Это совещание, работавшее в Дубне в конце мая, не отличалось парадностью и грандиозностью масштабов. Около 60 специалистов в области структурной биологии, нейтронных исследований и ядерного магнитного резонанса (ЯМР) из исследовательских центров и университетов Европы, США, Израиля собрались "под крылом" нашего нейтронного центра - ЛНФ ОИЯИ. В рабочих дискуссиях обсуждались теоретические вопросы, последние экспериментальные результаты, полученные с помощью упругого и неупругого нейтронного рассеяния и ЯМР, перспективы совместного использования данных методик и проблемы получения дейтерированных материалов.

Один источник - нейтронный

Директор ЛНФ профессор В. Л. Аксенов: Это совещание посвящено одной из наиболее важных областей исследования - биологии. А это именно та область приложения наших возможностей, я имею в виду в первую очередь исследования с использованием рассеяния нейтронов, которая будет очень активно развиваться в следующем столетии. Это совещание важно и в плане формирования научной программы для реактора ИБР-2 на следующее столетие. В самом названии совещания заложены перспективы использования нейтронов. Ведь все биологические объекты буквально наполнены водородом, а нейтроны очень сильно рассеиваются на протонах, и в этом причина их использования для исследований в биологии - выделения структурных частей, молекул и других объектов. Ядерный магнитный резонанс - один из дополняющих нейтронное рассеяние методов. Я всегда говорю студентам:"Нейтроны - слишком дорогой инструмент для исследований, прежде чем нести образец на пучок, вы должны использовать все другие доступные методы." В этом смысле, ядерный магнитный резонанс - более дешевый и доступный, но дающий немного другую информацию, а в совокупности с нейтронным рассеянием - они позволяют получить более полную картину о структурных и динамических характеристиках вещества.

Мы очень благодарны Институту белка РАН (Пущино), его директору академику А.С.Спирину и заведующему лабораторией профессору Г.Н.Сердюку, которые по сути и организовали это совещание. Мы сотрудничаем с институтами всех стран, в первую очередь, России, участвуя в своего рода разделении труда: мы производим нейтроны и создаем приборы, предоставляя возможность для исследований физикам, химикам, биологам - и этот круг постоянно расширяется. Наши связи с Институтом белка устойчивы и традиционны - еще Илья Михайлович Франк развивал и поддерживал эту тематику. Сегодня это направление хорошо развивается и, я думаю, составит в будущем существенную часть нашей научной программы.

Первое совещание с такой тематикой прошло в 1994 году в Отроне под Греноблем - знаменательном для нейтронщиков месте, так как два года назад там состоялось первое рабочее совещание по обсуждению перспектив использования нейтронных источников в будущем. С этого совещания началась интенсивная работа нейтронного сообщества по выработке стратегии развития нейтронных источников. А на последнем совещании из этой серии - Megascience forum, прошедшем в апреле в Токио, эта стратегия была окончательно сформулирована. Надо отметить, реактору ИБР-2 в общемировой стратегии отводится не последняя роль, а среди нейтронных источников он занимает ведущее место. И нейтронному сообществу небезразлично, что происходит у нас в Дубне, оно заинтересовано в том, чтобы ИБР-2 сохранился и развивался. Об этом свидетельствует и то, что больше половины участников совещания приехали из-за рубежа.

Три метода - три составных части

Один из ведущих специалистов в структурной рибосомологии К.Ниерхауз (Институт молекулярной генетики, Германия): Сегодня существуют четыре различных метода изучения структуры биологических макромолекул - кристаллография с атомным разрешением, ЯМР в растворе, нейтронное рассеяние в растворе, криоэлектронная микроскопия. Три из них представлены здесь блестящими результатами и прекрасными учеными. Комбинация этих трех методов позволяет улучшить наше понимание структуры биологических молекул. В частности, здесь представлена кристаллография мембранных белков, дополненная нейтронным анализом. Большие структуры - макромолекулярные комплексы, к которым относится и рибосома, слишком велики для методов, дающих атомное разрешение, как ЯМР и кристаллография. Их изучать позволяет применение нейтронного рассеяния.

Доктор Р.Мэй (Институт Лауэ - Ланжевена, Франция): Так как одной из главных компонент этой конференции является нейтронное рассеяние, то естественно живое обсуждение проблемы увеличения его эффективности. Один из путей - так называемое раскрашивание молекул, когда водород заменяют на дейтерий. Это позволяет увидеть замененную часть в составе всего комплекса. У кристаллографии сегодня огромные успехи - число расшифрованных структур отдельных белков приближается к тысяче. Но ее возможности не безграничны, потому что существуют такие макромолекулы, которые просто невозможно расшифровать. Для таких макромолекул и применяют метод малоуглового нейтронного рассеяния. Ваш реактор дает мощный поток нейтронов, более дешевых по сравнению с другими установками.

Эта конференция - продолжение первой, когда в Отроне по инициативе ИЛЛ впервые вместе собрались люди, занимающиеся "раскрашиванием" биологических макромолекул. В Дубне мы обсуждаем новые идеи, имеющееся определенное продвижение.

Профессор Х.Штурманн (Исследовательский центр, Геештат, Германия): У совещания прекрасная программа, содержащая две разные, но объединенные общей идеей дейтерирования, методики. Мне лично она нравится потому, что объединяет все, что необходимо для моего нового проекта, предложенного в ИЛЛ. Всякая конференция - это вопросы и ответы, и в своем докладе я фактически выдвигал некие вопросы. И самое главное, - на некоторые из них от этой аудитории я получил ответы. Вообще, мне кажется в будущем методика ЯМР войдет в тесное соприкосновение с методикой рассеяния нейтронов, что создаст усиливающий, синергетический эффект, чем при использовании их порознь. И совещание такого рода - прекрасный шанс дать толчок к такому объединению.

...плюс "живые классики"

Доктор К.Пфистер (Институт белка, Франция): Что мне здесь удалось, так это встретиться с новыми людьми, особенно с российскими учеными, меньше участвующими в зарубежных конференциях. Экскурсия на ИБР-2 была для меня интересной: я узнала ваши условия работы - здесь не так комфортно внешне, но как и везде можно заниматься наукой. И хотя научные контакты с российскими и еще советскими учеными у меня давние, но ограничивались они московскими центрами - в то же Пущино иностранцу приехать было практически невозможно. А в последние годы я познакомилась с исследованиями И.Н.Сердюка и его коллег из Пущинского института белка и заинтересовалась более глубоко нейтронным рассеянием.

И.Щербакова (Институт белка, Пущино): Я - аспирант, в совещании такого уровня участвую впервые. Здесь я встретила "живых классиков" - кого знала только по публикациям, с удовольствием слушала их доклады, общалась. По образованию я биолог и биофизик, меня привлекает дейтерирование белка для нейтронного рассеяния. В принципе, были интересны доклады разной тематики, но особенно важными для меня были сообщения по определению структуры рибосомы. Определение ее компонентов - РНК и белка - важная задача структурной молекулярной биологии, которую можно решить только с помощью нейтронного рассеяния.

А.Туган-Барановская (ЛНФ ОИЯИ): Я физик, но защитила диссертацию по биологии, занимаюсь биологическими мембранами и кристаллизацией белков. Здесь, на совещании, я услышала очень много интересного и имеющего непосредственное отношение к изучаемым мною объектам. Дейтерирование белка - очень актуальная проблема. Интересным был доклад Дж.Розенбуша (Университет Базеля, Швейцария) по новым методам кристаллизации белков - в кубической фазе. Это совершенно новое направление: классическая кристаллизация - это годы и годы работы, в основном, подбор условий, применение же кубической фазы сокращает этот срок до нескольких недель. Поэтому, я думаю, за этим направлением будущее. Результаты, полученные по дейтерированию молекулы Бактериорадопсина позволят, мне кажется, ответить на многие вопросы в биоэнергетике.

О.Тарантина