Лев Блюменфельд відкрив магнітні властивості молекули ДНК, але йому не повірили

Недовіра колег до результатів експерименту є справжньою трагедією для будь-якого вченого. Видатний вітчизняний біофізик Лев Олександрович Блюменфельд зробив найбільше відкриття, однак інші вчені не повірили йому і навіть оголосили шарлатаном. Він важко переживав це. Те, що Блюменфельд мав рацію, з'ясувалося лише після його смерті.

Для вченого не так страшно, коли його роботу не розуміють неспеціалісти або влада не визнає його заслуг, як-то, що йому не довіряють колеги. Підозра колег в некоректності експериментів або в поспішності і необгрунтованість висновків часто призводять до хвороб і навіть передчасної смерті дослідника. На жаль, таке трапляється постійно - від необґрунтованого скептицизму не застраховані навіть генії.

Саме така історія трапилася з видатним вітчизняним біофізиком Львом Олександровичем Блюменфельдом. Довгий час колеги сумнівалися в достовірності одного з відкриттів, зроблених цим чудовим ученим. Льву Олександровичу довелося витерпіти несправедливі звинувачення в некоректності постановки експериментів, неакуратність і навіть ... в шарлатанство. Правда, пізніше з'ясувалося, що Блюменфельд мав рацію, а його опоненти помилялися. Однак це сталося тоді, коли вченого вже не стало.

А почалося все з того, що в 1944 році фізик Е. К. Завойський відкрив одне цікаве явище, що отримало назву електронного парамагнітного резонансу (ЕПР). Суть його полягає в тому, що парамагнетичний зразок, поміщений в постійне магнітне поле, може поглинати енергію подається на нього електромагнітного поля. У той же час було відмічено, що поглинання електромагнітного випромінювання парамагнітним зразками мало виборчий (або, як кажуть вчені, резонансний) характер, оскільки воно спостерігалося лише при певному співвідношенні напруженості постійного магнітного і частоти змінного електромагнітного поля.

Лев Олександрович був одним з перших учених, який оцінив значення цього відкриття - з його допомогою можна досліджувати зміни магнітних властивостей різних молекул, в тому числі і біологічних. І ось з початку 1950-х років Блюменфельд, сконструювавши потрібний ЕПР-спектрометр, почав свої дослідження в даному напрямку.

Його першим великим успіхом була робота, в якій Лев Олександрович показав, яким чином залізо, яке перебуває в гемоглобіні, може зв'язувати кисень, не змінюючи при цьому свою валентність. Це вдалося з'ясувати за допомогою тієї саму ЕПР-спектроскопії (виявилося, що при підході кисню до білка та частина, де знаходиться залізо, просто змінює свою конформацію). Пізніше вчений вивчав за допомогою даного методу властивості і інших органічних молекул. Так тривало до 1960 року, поки Блюменфельд разом зі своїм колегою Олександром Калмансоном не взялися за вивчення ДНК. І ось тут дослідників очікував сюрприз.

Читайте також: Клітини спілкуються світловим телеграфом

У ходячи експериментів з'ясувалося, що препарати молекул спадкової речовини, взятого з клітин дріжджів, давали дуже потужний сигнал ЕПР (приблизно такий же, який буває при дослідах з залізом). Це могло означати лише одне - ДНК має магнітні властивості, є справжнім магнітом. При повторі вимірювань сигнал нікуди не зникав. Блюменфельд і Калмансон ретельно досліджували препарати - чи не були вони забруднені крихтами заліза? Але ніякого забруднення не виявилося.

Цей феномен автори роботи ніяк не могли пояснити. Було ясно тільки, що незвичайні для органічних речовин магнітні властивості можуть бути обумовлені особливостями структури ДНК. Лев Олександрович, який завжди вирізнявся образним і нестандартним мисленням, навіть припустив, що молекула ДНК може бути чимось схожа на магнітофонну стрічку і що на "запис" інформації в генах можуть впливати електромагнітні поля.

Вперше доповідь про цю чудову відкритті був зроблений на семінарі П. Л. Капіци в Інституті фізичних проблем. Треба зауважити, що далеко не всі вчені погодилися з висновками дослідників. Однак роботу схвалив сам Л. Д. Ландау, який зазначив, що у деяких органічних полімерів штучного походження був виявлений аналогічний широкий сигнал. Після цього з'явилися численні публікації про дослідженні в вітчизняних та зарубіжних журналах.

Проте, приймаючи заслужене схвалення і почесті, Лев Олександрович не переставав думати про те, звідки взявся цей дивний сигнал. Він і Калмансон ставили нові експерименти, проводили аналіз структури ДНК, проте відповіді все не було. Поступово багато колег Блюменфельда стали сумніватися в достовірності відкриття. Особливо щедрий на критику виявився вельми талановитий фізик Я. Г. Дорфман, який стверджував, що в препаратах просто була бруд. Проте якийсь час свою гіпотезу він довести не міг.

Але одного разу сталася подія, яка, як тоді здавалося, поставило жирний хрест на проблемі широкого сигналу. Співробітник інституту Ю. С. Лазуркін і його колеги під час аналогічного експерименту за допомогою застосування звичайного магніту витягли з насипаного на скло порошкоподібного препарату ДНК, який давав аномальний спектр ЕПР, сірі крупинки - носії цих властивостей. Частина, що залишилася маса аномальних широких ліній не давала.

Начебто все встало на свої місця - Дорфман мав рацію: препарат був забруднений. Однак Блюменфельд продовжував наполягати, що такого бути не могло. Під час експерименту, за його словами, дотримувалася ідеальна стерильність, і бруду в препараті нема звідки було взятися. Вчений припускав, що частинки заліза могли утворитися в речовинах, супутніх ДНК (наприклад, в пов'язаних з ним білках) на певній стадії життєвого циклу, тобто природним шляхом. Але йому вже ніхто не вірив.

Поступово роботи в цьому напрямку були згорнуті, а всі, хто допомагав Льву Олександровичу в даних дослідженнях, втратили інтерес до проблеми широких ліній - навіть Олександр Калмансон. Якийсь час Блюменфельд ще намагався відстоювати своє відкриття, але його вже не слухали, а статті на цю тему не брали до публікації.

Характерно висловлювання Дорфман, який якось написав Блюменфельд: "Я не відчуваю ні найменшого задоволення від всієї цієї пікіровки з Вами. Але наука в Радянському Союзі є, перш за все, державним і громадським справою. Як радянська людина і як комуніст я вважаю себе морально зобов'язаним протидіяти поширенню у пресі помилкових тверджень, тим більше що видаються за новітні наукові відкриття, збивають з пантелику неспеціалістів і тільки ганьблять честь нашої науки ". Тобто він практично прямим текстом назвав Льва Олександровича шарлатаном. Що найсумніше, це не було особистою позицією одного Дорфман - приблизно так само тоді думали багато. Деякі діячі АН СРСР навіть поспішили оголосити всі дослідження магнітних властивостей біомолекул лженаукою ...

Поступово Блюменфельд і сам відійшов від дослідження широкого сигналу, проте, за словами тих, хто близько знав його, до самої своєї смерті в 2002 році він продовжував розмірковувати про відкритий ним феномен. Цікаво, що його колеги, здавалося б, геть забули про широке сигналі - і це незважаючи на те, що в кінці минулого століття на Заході було доведено, що частки заліза, що виникають в живих клітинах, дійсно можуть грати роль магнітів (на цьому явищі, названому біомагнетізма, заснована, наприклад, здатність птахів і комах орієнтуватися у напрямку ліній магнітного поля).

І тільки один біофізик не забув про це відкриття. Його звали Геннадій Хомутов. В кінці минулого століття він зацікавився дослідженнями широкого сигналу ДНК (ці експерименти в 1980-х роках були відновлені на кафедрі біофізики фізичного факультету МДУ). Через рік після смерті Блюменфельда він нарешті-то з'ясував феномен широкого сигналу. Він встановив, що частинки заліза, які давали цей сигнал, утворювалися в розплітання ДНК після поділу ядра, тобто на конкретній стадії клітинного циклу. І "захоплювали" ці частинки супроводжують ДНК білки - як і припускав Блюменфельд.

Більш того, Хомутов показав, що без присутності заліза саме розплітання ДНК взагалі не проводиться. Якщо прибрати його частинки відразу після того, як вони утворилися, то спадкове речовина залишиться в упакованому стані, і синтез білка буде неможливий. А ось коли перед поділом потрібно терміново "закатати" ДНК в хромосоми, залізо з його оточення зникає.

Читайте також: Бактерії будують власні ЛЕП

Робота Хомутова, опублікована в 2003 році, показала, що Лев Олександрович не тільки коректно поставив експеримент, але і мав рацію в своїх припущеннях про причини відкритого їм феномена. Добре ім'я вченого нарешті було відновлено. Правда, на жаль, лише посмертно ...

Читайте всі статті з серії "Драми науки"

Читайте найцікавіше в рубриці "Наука і техніка "