В связи с юбилеем академика Михаила Александровича Грачёва хочется вспомнить те годы, когда он приехал из Москвы в лабораторию природных полимеров Института органической химии СО РАН и далее работал в отделе биохимии этого института до отъезда в Иркутск.
Михаил Александрович, ну конечно, тогда просто Миша Грачёв, приехал в Новосибирск, имея опыт работы в одной из лучших химических лабораторий России, а именно, в лаборатории химии углеводов в Институте органической химии в Москве, руководимой Николаем Константиновичем Кочетковым. Появление Миши в лаборатории Дмитрия Георгиевича Кнорре я помню совершенно отчетливо. Я тогда была студенткой третьего курса НГУ и проходила преддипломную практику в лаборатории Дмитрия Георгиевича. Миша появился с чемоданом, который был заполнен разнообразной химической посудой. Надо полагать, что он ее привез из Москвы. Дефицит в этом был большой, и такое появление нового сотрудника было встречено с восторгом. Держался он очень уверенно и с самого начала стал проявлять большой интерес ко всем проектам, которые тогда развивались в лаборатории Дмитрия Георгиевича. Миша наполнил коллектив дополнительной энергией, которая, надо сказать, и без того бурлила и кипела. В лаборатории работали очень талантливые люди, хочется сказать — научные звезды. Сейчас ясно, что это никакое не преувеличение, а дела именно так и обстояли. Огромной заслугой Дмитрия Георгиевича было то, что он смог собрать вокруг себя замечательный коллектив молодых ученых, таких как Лев Сандахчиев, Станислав Василенко, Александр Гиршович, Виктор Коржов, затем к ним присоединился Эрнст Малыгин, и вот в этом блистательном созвездии появился Михаил Александрович. В то время центральной темой биохимической части лаборатории (а было еще и очень сильное химическое крыло — Нина Ивановна Гринёва, Тамара Шубина) было исследование структуры и функций транспортной РНК. Это была центральная любимая молекула, вокруг которой в основном крутилась вся жизнь. Надо сказать, что в 1960-е годы во всем мире исследование структуры и функции тРНК и ее роли в трансляции было ключевым направлением молекулярной биологии.
Моя курсовая работа заключалась в наработке препаративного количества транспортной РНК, обогащенной по акцепторной активности тРНК, специфичной к валину. Научным руководителем работы был Лев Сандахчиев, но Миша очень интересовался этим проектом и предложил мне попробовать свою методику фракционирования тРНК, которая была основана на осаждении цетавлоном, а не на фенольной экстракции по Сандахчиеву. Он занимался разработкой этого метода еще в Москве. Я не стала сообщать Льву, что пробую другой метод — Мише отказать было просто невозможно, а я не знала, какая будет реакция Льва. Было интересно еще попробовать выделить тРНК по-другому и сравнить результат, но мои эксперименты показали, что метод, предлагаемый Мишей, дает не такие хорошие результаты по выходу продукта, и тРНК при этом имеет меньшую активность. Но Миша всё равно считал, что его подход более правильный и оптимальный, и я поняла, что он всегда отстаивает свои идеи до конца и оспорить его позицию довольно сложно. Михаил Александрович проявлял большой интерес собственно ко многим проектам, идущим в лаборатории, и всегда готов был их обсуждать. Транспортная РНК, специфичная к валину, была все-таки наработана в препаративных количествах с хорошей акцепторной активностью. Кстати, этот биохимический прорыв, осуществленный в Сибири, общими усилиями обеспечил установление структуры тРНК, специфичной к валину. Это была вторая структура тРНК в мире, работа по установлению структуры была выполнена сотрудниками Института молекулярной биологии в Москве во главе с Академиком А.А. Баевым, за что они были удостоены Государственной премии СССР.
В 1970 году на основе лаборатории Д.Г. Кнорре академиком Н.Н. Ворожцовым был создан отдел биохимии, и мы получили отдельный корпус напротив здания института. Это был грандиозный переезд в новое здание, и на этом этапе вновь проявились большие организаторские способности и кипучая энергия Михаила Александровича. По моим воспоминаниям, его вклад в организацию нового корпуса, его оборудование приборами и в работу на новой площадке был очень большой. Конечно, это был важный этап по созданию в будущем Института биоорганической химии. Дмитрий Георгиевич уже в это время начал работу по подготовке кадров для института на базе НГУ, стал деканом ФЕНа и создал кафедру молекулярной биологии. Надо отметить, что работы с тРНК по исследованию ее структуры и функций в отделе биохимии активно продолжались, и кандидатская диссертация Михаила Александровича, как и многих, защищавших диссертации в этот период, также была связана с этой темой. Но в то же самое время гениальный Лев Сандахчиев развернул совершенно новое направление — исследование одноклеточной водоросли ацетабулярии (Acetabularia mediterranea). Это было как гром среди ясного неба, поскольку это был совершенно новый шаг от молекулярной биологии к клеточной. Лев решил разобрать клетку этой водоросли, исследовать отдельные компоненты и затем ее собрать.
Что и говорить о том, как все были увлечены этими революционными идеями, нужны были новые методы для работы на микроуровне с клеточными органеллами. Михаил Александрович также загорелся этим проектом и стал сотрудничать с гениальным инженером и изобретателем Сергеем Владимировичем Кузьминым, который был приглашен Львом Степановичем для этой работы. Они с Мишей стали создавать микроспектрофотометр, и был создан уникальный прибор, который был чувствительнее самых продвинутых импортных моделей в десять тысяч раз (М.А. Грачёв. «Наука из первых рук». 2017). Я помню, сколько было споров вокруг ацетабулярии. Это было, собственно, другое поле деятельности. Дмитрий Георгиевич не слишком поддерживал такой революционный переход от физико-химической биологии к клеточной. Я помню его доклад на расширенном ученом совете о том, почему нам все-таки следует продолжить столь успешно идущее исследование тРНК и аминоацил-тРНК-синтетаз, то есть изучение системы трансляции, а не заниматься исследованием этой вдруг возникшей, как фантом, одноклеточной водоросли. Но Лев был непоколебим и конечно нашел много единомышленников, в том числе в лице Миши. Я немного забегу вперед. Создание микроспектрофотометра было выдающейся инновацией, и за эту разработку М.А. Грачёв впоследствии был удостоен в коллективе соавторов Государственной премии СССР. Проект по разборке и сборке ацетабулярии был развит в очень короткие сроки. Безусловно, это была по-настоящему пионерская работа в России. Л.С. Сандахчиев защитил докторскую диссертацию по этой теме и затем стал организатором НПО «Вектор». В «Вектор» перешли наши старшие: Лев Сандахчиев, Слава Василенко, Эрнст Малыгин, Тамара Шубина. К счастью, многие из них еще оставались в нашем здании, и мы продолжали активно сотрудничать.
Михаил Грачёв с миллихромом
Михаил Александрович остался в отделе, и в 1970-х под его руководством сформировался замечательный коллектив, в основном состоящий из студентов и выпускников НГУ, таких как Евгений Зайчиков, Аркадий Мустаев, Александр Плетнёв, Игорь Царёв, Марк Ривкин и многих других. Надо сказать, что уже в это время весь отдел Дмитрия Георгиевича активно занимался развитием революционной по тем временам идеи — аффинной модификацией в применении к адресованной модификации нуклеиновых кислот, исследованиям рибосом и сложных ферментативных систем, таких как аминоацил-тРНК-синтетазы. Такому повороту событий способствовало развитие синтеза реакционноспособных аналогов нуклеиновых кислот, а также реакционноспособных аналогов нуклеотидов. Идея была очень привлекательной — объединить специфическое узнавание биополимера субстратом и адресную химическую модификацию биополимера (нуклеиновой кислоты или белка). В лаборатории Михаила Александровича изучали структурную организацию и механизм действия очень важного и сложного фермента — ДНК-зависимой РНК-полимеразы. Был развит целый ряд оригинальных химических подходов для изучения этого белка, состоящего из нескольких полипептидных цепей, но венцом всего было предложение Михаила Александровича по суперселективной модификации активного центра этого фермента. Был предложен механизм выявления субстратов, которые на первом этапе были присоединены ковалентно вблизи активного центра, но затем могли участвовать в последующем каталитическом акте. Это позволяло ввести через катализ радиоактивную метку и затем точно локализовать участок модификации в структуре белка. И это получилось для РНК-полимеразы! Метод открыл новые возможности в исследовании так называемых матричных ферментов. Позднее, в начале 1980-х годов, когда страна стала открываться для международных контактов, целый ряд зарубежных лабораторий сотрудничали с лабораторией Михаила Александровича. В том числе немецкая группа под руководством профессора Гвидо Хартмана из Мюнхена, а также французы — Андрэ Сентенак и Мишель Рива (Сакле, Франция). В сотрудничестве с ними был опубликован целый ряд замечательных работ по исследованию РНК-полимераз в очень престижных журналах с использованием российского оригинального подхода.
Михаил Александрович всегда очень успешно развивал международное сотрудничество. Он с самого детства свободно говорил и писал на английском языке, поэтому очень часто выступал в роли организатора международных конференций и выставок биохимического оборудования. В этом направлении он был главным флагманом в отделе. Нам очень нравилось, когда он приглашал нас, молодых ученых, участвовать в этих мероприятиях. По существу, это была первая и очень важная возможность для нас говорить и докладывать на английском. Кроме того, выставки фирм LKB, Beckmann Instruments и других открывали для института возможности закупок биохимического оборудования. Некоторые из тех старых приборов работают у нас до сих пор. Михаил Александрович очень хорошо понимал, что для развития биохимических исследований мирового уровня такое оборудование необходимо, и умел убедить в этом руководство, которое чаще склонялось в основном к развитию синтеза олигонуклеотидов. Следует сказать в этом же ключе, что Михаил Александрович был активным участником проектов, важных для развития молекулярных исследований в биологии в масштабах всей страны. Он был одним из организаторов завода по производству радиоактивно меченых соединений, который был создан в Узбекистане. Он консультировал по методам синтеза соединений, занимался кадровым составом этого предприятия, где впоследствии работали Юрий Скоблов, Владимир Рихтер, Игорь Рабинов и многие другие. Радиоактивная метка доставлялась в лаборатории страны бесперебойно до тех пор, пока не был разрушен Советский Союз. И, наконец, в его лаборатории успешно развивались работы по клещевому энцефалиту.
После ряда защит докторских диссертаций в отделе в начале 1980-х годов ходатайство Д.Г. Кнорре о создании на основе отдела биохимии нового Института биоорганической химии получило полную поддержку. Открывалась новая страница нашей истории, но вскоре после создания института появилась новость, что Михаил Александрович принял предложение председателя Сибирского отделения АН СССР В.А. Коптюга возглавить Институт лимнологии в Иркутске. Это было довольно неожиданно для нас и грустно. Сразу вспомнились декабристы. Я передаю те прошлые свои ощущения по этому поводу — было очень жаль, поскольку биохимическое крыло института серьезно ослаблялось. Моя группа и затем лаборатория активно сотрудничала с рядом сотрудников Михаила Александровича, и у нас всегда было абсолютное понимание и близкие задачи. Огорчение происходило и от того, как мы будем проводить семинары с докладами статей, на которых всегда самая серьезная, но важная для публикаций критика исходила от Михаила Александровича, всегда неравнодушного к представлению научных результатов. Но он уехал, и потом уже в 1990-е многие сотрудники из блестящего состава его лаборатории вообще уехали в США или в Германию. Всем было сложно работать в эти годы, но при такой отдаленности, как в Иркутске, вряд ли можно было продолжить в ситуации полной тогдашней разрухи биохимические работы мирового уровня, которые они вели. Поразительно, но структурная организация РНК-полимеразы, описанная с помощью аффинной модификации М.А. Грачёвым и его сотрудниками, и основные черты механизма были впоследствии блестяще подтверждены с помощью метода рентгеноструктурного анализа этого фермента, проведенного уже в лабораториях США.
Рамки этой публикации, к великому сожалению, не позволяют мне охватить весь масштаб свершений Михаила Александровича, а также его личных качеств. Очень многое осталось недосказанным, особенно из последних десятилетий, поскольку Михаил Александрович по-прежнему активно участвовал прямо или негласно в различных проектах нашего института. Он всегда очень активно интересовался работами института и был в постоянном контакте с его директором академиком В.В. Власовым. Время показало, что он уехал не насовсем! В заключение хочется от всей души поздравить Михаила Александровича со знаменательным Юбилеем от себя лично и от всех сотрудников нашего института и пожелать всего, чего только можно пожелать безусловному герою, рыцарю науки и выдающемуся ученому.
Член-корреспондент РАН О.И. Лаврик
Фото предоставлены автором
