6.3. Развитие теории биологической организации
В 1985 году Курганов начал высказывать идеи, касающиеся общих вопросов биологической организации, и делился ими со мной. Так, 8 мая я записал в дневнике: «Б.И. долго излагал мне свои идеи. Главная мысль: организация в систему необходима в первую очередь для управления. Большая белковая молекула необходима главным образом для возможности воздействия внешних факторов (почему об этом еще никто не сказал?). То же с мультиферментным комплексом. Наверное, это общефилософский принцип, особенно приложимый к биологии. Я сказал, что то же самое действует на уровне клетки».
23 мая: «Он еще раз подчеркнул два своих главных принципа: иерархия регуляции метаболизма отражает иерархию уровней организации материи; при переходе к системе более высокого ранга возникают новые типы регуляции, обеспечивающие функционирование элемента в этой системе… Я предположил, что кроме вторых посредников должны существовать и третьи. Вообще выкристаллизовывается мысль: химический подход – изучение ферментов, биологический – клетки, они вот-вот должны состыковаться на уровне полиферментного комплекса или субклеточных структур».
Чуть позже я записал в отдельной тетради: я пришел к мысли, что мультиферментные комплексы являются «белым пятном», так как химики еще не поднялись выше ферментов, а биологи не опустились ниже клетки. А мультиферментные комплексы могут быть изучены только в рамках интегрированной науки – физико-химической биологии.
23 июня: «Он рассказал о конференции в Рязани. Были интересные сообщения: … о митохондрии как едином целом… Уже говорят о “третьих посредниках”». 20 июля: «Показал мне книгу Розен (из списанных библиотекой), там он нашел, что, кроме регулирующих, есть “следящие” системы». Речь шла о книге «Принцип оптимальности в биологии». 5 сентября: «Б.И. опять говорил о различии систем регуляции и систем слежения».
3 февраля 1986 года: «У него новая идея: он услыхал на съезде, что мембрана состоит из гексагональных ячеек, поэтому он теперь симметрию 3-го порядка считает универсальной и думает втиснуть в эти гексагональники интегральные белки». 10 февраля: «После обеда меня позвал Б.И. и около часа делился со мной новыми мыслями: о трех- и гексамерной структуре интегральных белков; его уже не устраивает построенный им гликолитический комплекс, он считает, что комплекс должен собираться не на димере, а на гексамере». 17 февраля: «Он находит все больше подтверждений идее об универсальности симметрии третьего порядка». В тот же день он дал мне задание слепить три комплекта ферментов гликолиза. 21 февраля мы с ним в течение получаса слепили новую модель гликолитического комплекса, впрочем, я отметил, что «он еще не окончательно подогнан».
18 апреля: «Скулачев еще в феврале предложил Б.И. написать “самообзор” для сборника советских обзоров по физ.-хим. биологии, выходящего за границей. Срок – 31 мая. Б.И. тогда дал согласие, а теперь увидел, что не успевает. К тому же он хочет включить в статью и мой материал. Короче, он предложил мне стать соавтором и взять на себя эту работу».
19 апреля папа подарил мне на день рождения пишущую машинку «Любава». У меня появилось больше возможности для работы дома (впрочем, до этого тоже я пользовался машинкой, но не своей, а взятой у тети Сарры – машинкой дяди Гриши).
22 апреля: «Б.И. сказал, что он вновь перестроил гликолитический комплекс: из 3-хэтажного сделал 2-хэтажный, при этом сблизились все фосфотрансферазы, а лактатдегидрогеназа вышла на периферию». А дальше эта работа была отложена – до декабря 1987 года (см. подраздел 6.3.2).
В это время я занялся обзором для Скулачева. Неделю изучал литературу и 25 апреля начал писать статью. Параллельно приходилось заниматься оформлением бумаг и ездить в Управление внешних связей министерства за разрешением на публикацию.
30 апреля: «Термин “метаболон” в трактовке Srere Б.И. не нравится, я убеждал его, что термин нужный, а определение можно уточнить».
6 мая: «Утром сообщил Б.И. … о том, что мы к 31 мая не успеем. Он к этому относится спокойно, говорит, что надо успеть к 30 июня… Потом Б.И. высказал свои замечания по разделу “симметрия”, велел написать короче и четче».
7 мая состоялся ученый совет, на котором я был избран младшим научным сотрудником.
Скулачев согласился дать нам отсрочку (до конца года). И работа над обзором прервалась до сентября. В сентябре мы ее возобновили. Работать над русским текстом закончили 21 ноября. Переводом на английский начали заниматься еще до этого. Нам помогал Андрей Михаловский, переводчик, работавший в тот период у нас в лаборатории на временной ставке. Закончить до конца года не успели, я отвез обзор секретарю Скулачева 13 января 1987 года. Сборник (Soviet Scientific Reviews. Section D. Physicochemical Biology Reviews. V. 8) с обзором «Enzymes and multienzyme complexes as controllable systems» вышел в 1988 году.
1 июня 1987 года: «Б.И. кратко познакомил меня с разработанной им в выходные концепцией “клапанов” в микрокомпартменте». 4 июня: «Б.И. уговаривал меня написать краткую (3 стр.) статью по структуре микрокомпартмента в материалы конференции» (имелась в виду конференция памяти Брауштейна, см. подраздел 6.5.7). 28 июля: «Б.И. предложил мне соавторство в статье для спец. выпуска (по материалам Браунштейновского симпозиума) “Биохимии”. Статью он уже написал, но она мне сильно не нравится». На следующий день я написал свой вариант статьи. Курганов его одобрил, сделал некоторые редакционные правки. Статья под заголовком «Принципы организации и функционирования микрокомпартмента метаболона» 7 августа была закончена. 23 февраля 1988 года оргкомитет нам вернул статью с положительным отзывом и сообщением, что статья может быть опубликована в журнале в обычном порядке. Оказалось, что они передумали делать спецвыпуск. На следующий день я отвез статью в редакцию. Она была опубликована в майском номере «Биохимии» за 1989 год.
С начала 1987 года я обдумывал модели функционирования метаболона. 19 марта записал: «Мне пришла идея, как объединить концепции автоволн, Хургина и Карасева». В августе–ноябре я в основном изучал литературу и готовил доклад для семинара.
14 августа 1987 года я записал в дневнике: «Прочитал “Что такое жизнь…” Шредингера. Сделал два грандиозных вывода: 1) живой организм должен обладать на всех уровнях “кристаллоподобной” упорядоченностью; 2) функционирование живой системы нельзя описать при помощи статистических законов». 15 августа: «Сделал третий вывод из Шредингера: 3) клетка должна иметь высокую степень компартментализации. Записал свои выводы в виде тезисов». Тезисы я нескромно назвал «Что такое жизнь с точки зрения химика». 21 сентября: «Сказал Б.И. о своем толковании Шредингера, он отнесся с вниманием».
25 ноября я сделал на нашем семинаре доклад о принципах пространственно-временной организации клеточного метаболизма (см. подраздел 6.5.11). После семинара мы решили, что я оформлю доклад в виде статьи для журнала «Успехи современной биологии».
Параллельно возникла еще одна связанная работа. Еще 19 ноября 1986 года я записал: «Б.И. сказал, что он планирует писать с Карасевым и Стефановым монографию в серии “Итоги науки и техники”. Я не могу быть соавтором (т.к. не кандидат), но он предлагает мне принять участие в написании и поделить гонорар». Прошел почти год, и вот запись от 16 октября 1987 года: «Б.И. показал мне письмо Стефанова, в нем аннотация и содержание предполагаемой монографии». 27 ноября: «Б.И. сказал, что ВИНИТИ включил в план на 1989 год монографию “Надмолекулярные структуры” (авторы он, Стефанов и Карасев). Мне он предложил быть автором инкогнито».
2 декабря Курганов неожиданно для меня вернулся к построению новой модели гликолитического комплекса, которой мы занимались в феврале–апреле 1986 года (см. подраздел 6.3.1), предложив написать статью для «Молекулярной биологии». Я занимался этой статьей до 8 декабря, отдал ее Курганову. 11 декабря он вернул мне статью с минимальными исправлениями, и я начал ее готовить к отправке. Отправил ее в редакцию 11 января 1988 года. Она вышла в конце года под заголовком «Гипотетическая структура комплекса ферментов гликолиза (гликолитического метаболона), формирующегося на мембране эритроцитов».
После этого возобновил чтение литературы и работу над обзором. 19 января начал писать текст обзора. Написал, согласовал с Кургановым.
29 февраля Карасев делал доклад у нас на семинаре. После семинара обсудили с ним план монографии.
Рукопись обзора я послал в марте коллегам – М.Н. Кондрашовой, С.Э. Шнолю, Л.Б. Меклеру, С.С. Васильеву, Л.Н. Дроздову-Тихомирову. 22 марта: «Позвонила Кондрашова, и мы с ней долго разговаривали. Она сделала ряд замечаний, агитировала за свои работы, рекомендовала почитать Машанского, Аршавского и Шноля, а также Васильева. После разговора с ней я вновь перечитал обзор и сделал пометки». Шноль сам не отреагировал, но Кондрашова 4 мая сказала, что он одобряет наш обзор, однако ему некогда написать. 28 марта я был у Меклера, который тоже сделал ряд замечаний (см. подраздел 6.4). 30 марта пришло письмо от Васильева, которое я прокомментировал так: «Ничего существенного, кроме упрека, что не ссылаюсь на него».
Мы с Кургановым еще некоторое время работали над обзором. Наконец, 22 июня я его отослал.
18–21 июля я начал работать одновременно над тремя текстами – своими главами монографии, статьей об определении метаболона и статьей для пражского сборника (Курганов только что вернулся из Праги, с конференции, где делал доклад, и предложил написать статью для сборника материалов этой конференции). Статью об определении метаболона я закончил 27 июля, но Курганов ее решил отложить. 1 декабря он, наконец, обсудил ее со мной: «Он предложил мне ее переделать. Мы долго спорили. Общий вывод: мы не можем сейчас дать определение, можем только наметить проблему». В апреле 1989 года я вернулся к работе над этой статьей, 24 апреля передал Курганову новый вариант. Однако статья так и осталась незавершенной.
Над статьей для пражского сборника (и ее переводом на английский) мы работали два месяца, и 23 сентября я ее отослал. Она вышла в 1989 году в сборнике «Highlights of Modern Biochemistry» под заголовком «Multienzyme complexes (metabolons) as controllable systems».
А работа над монографией продолжалась. Я писал две главы (первую и последнюю, 7-ю). 5 октября в Москву приехал Стефанов, передал мне написанные ими четыре главы. Недели через две по почте пришли еще введение и 6-я глава. Запись от 14 октября: «Написал, наконец, раздел о биогенезе метаболонов. Получилось совсем не то, чего бы хотел Карасев (они отступили от Руденко там, где я с ним согласен). Не знаю, как удастся наши тексты совместить».
18 октября: «Около 10:30 приехал Карасев. Вначале мы около двух часов сидели втроем. Обсудили общие вопросы, мы с Б.И. высказали свои замечания. Б.И. позвонил в ВИНИТИ, узнал, что наш объем проходит, что сдавать можно в ноябре. Я попросил, чтобы во введении было указано мое участие, они согласились. После обеда (в очереди мы с Карасевым продолжили обсуждение) Карасев читал написанные мной главы, а я составил оглавление. Карасев сократил введение. Возник вопрос о месте моей главы по структурной организации, но его окончательно решить не успели. Карасев дозвонился до Руденко, тот согласился стать редактором».
19 октября: «Весь день работали с Карасевым. Обсудили измененное введение, я внес в него абзацы по своим главам. Мою главу по структурной организации поставили первой. Карасев перенес в ее конец половину введения ко второй части, другую половину выкинули. Изменили названия некоторых глав. Просмотрели текст кроме последней главы, пронумеровали рисунки и таблицы. Внесли некоторые изменения в главу по мембранам».
20 октября: «Весь день работали с Карасевым. Внесли изменения в главу по мембранам. Я предложил небольшие изменения в раздел экспериментальной проверки главы по ферментам. Карасев написал заключение. Обсудили с Б.И. введение, заключение, названия глав. После 13 ч. Б.И. уехал в МГУ. Мы с Карасевым просмотрели главу по метаболонам, он дописал раздел по биогенезу и предложил вставку в раздел по регуляции. В конце я напечатал содержание (4 стр. – чуть больше часа).
Вечером домой принесли бандероль из “Усп. совр. биологии” – обзор опубликуют, если мы учтем замечания рецензента и уменьшим объем».
21 октября: «Показал Б.И. наши изменения 7-й главы. Концовку раздела по биогенезу метаболонов он одобрил, а вставку в раздел по регуляции отверг».
26 октября: «Начал работать над сокращенным вариантом главы обзора по термодинамике». Речь шла о разделе «Второе начало термодинамики и биологическая упорядоченность», где я излагал свою концепцию, возникшую под влиянием Шредингера (позже дополненную под влиянием Бауэра, Блюменфельда и др.). В более полном виде этот раздел был включен в монографию (где я не был формальным автором).
В результате обзор удалось немного сократить (правда, одновременно я увеличил заключение). Согласовал изменения с Кургановым. 17 ноября отвез исправленный обзор в редакцию, потом 29 ноября – уточненную версию. 28 февраля 1989 года мне в редакции передали мою рукопись, всю испещренную карандашом редактора – очень сильно они правили стиль. 1 марта мы с Кургановым занимались правкой. 9 марта я отдал в редакцию исправленную версию.
Обзор под заголовком «Принципы пространственно-временной организации клеточного метаболизма» был опубликован в сентябре 1989 года. В нем были разделы: «Введение», «Второе начало термодинамики и биологическая упорядоченность», «Клетка как высокоорганизованная система», «Как функционируют ферменты в клетке?», «Метаболоны», «Временная организация функционирования метаболонов», «Принципы регуляции метаболизма», «Заключение».
9 ноября Карасев прислал нам с проводником свою рукопись. 11 ноября я поехал домой к А.П. Руденко, передал ему рукопись книги. 23 ноября: «Сегодня Б.И. продиктовал мне рецензию на нашу монографию, которую должен подписать Поглазов. Я ее напечатал».
7 декабря: «После обеда Б.И. позвонил Руденко, и в 14:15 я поехал к нему в МГУ. Был у него около 40 мин, в основном он объяснял, что он разработал термодинамику лучше Пригожинской, т.к. только его термодинамика объясняет самоорганизацию и эволюцию на микро-уровне. Вечером причитал предисловие Руденко: написано ужасным языком. Кроме того, он сделал много замечаний, главным образом, по эволюционной главе».
8 декабря: «С утра сидели с Б.И., разбирали замечания Руденко (хорошо, что он дошел только до 165 стр.). Успели разобрать только первые 28 стр.». 14 декабря: «Закончили с Б.И. обсуждать замечания Руденко».
15 декабря: «В 15:30 приехал Стефанов (он только 10 дней как из Испании). Мы с ним работали до 18:20. Он нашел еще несколько ошибок, кроме того, придумал, как учесть замечание Руденко об ЭДОКС, которое мы было решили проигнорировать».
В следующие дни я дорабатывал монографию: печатал, размечал, вставлял рисунки и т.п. 22 декабря отвез ее в ВИНИТИ. Монография вышла в июне 1989 года: Карасев В.А., Стефанов В.Е., Курганов Б.И. Надмолекулярные биоструктуры: организация, функционирование, происхождение. Итоги науки и техники. Сер. Биологическая химия, т. 31 (редактор доктор химических наук А.П. Руденко; 200 стр.). Во введении было отмечено: «В написании 1 и 7 глав монографии активное участие принимал А.Е. Любарев, которому коллектив авторов выражает искреннюю благодарность». Глава 1 называлась «Общие принципы организации и функционирования биологических систем» и занимала всего 7 страниц. Глава 7 называлась «Мультиферментные комплексы и метаболоны» и занимала 26 страниц.
В реальности авторами были Карасев, Стефанов и Любарев, Курганов был, скорее, редактором, а Руденко, скорее, рецензентом.
15 мая 1990 года я записал в дневнике: «Вечером позвонил Б.И. Он сказал, что Тодоров организует сборник, который будет издан за границей. Нам он предлагает написать обзор на 5 п.л.». И я со следующего дня начал обдумывать обзор, но реально к работе над ним приступил только 29 июня. Довольно много работал над обзором в июле, а затем в сентябре–декабре 1990 года. В апреле 1991 года начал заниматься переводом обзора на английский, затем этот перевод редактировала Наталья Лобода (бывшая сотрудница Курганова). 14 ноября она передала мне английский текст, и я начал над ним работать.
27 июля 1990 года Курганов передал мне написанную им рукопись статьи о биохимической организации, предложив мне быть ее соавтором. Но я занялся этой статьей только 31 августа. С начала сентября мы с Кургановым вместе работали над статьей, и 17 сентября я отвез ее в редакцию журнала «Биохимия». Статья «Проблемы биохимической организации» вышла в январском выпуске 1991 года.
21 октября 1991 года Курганов показал мне статью, которую он написал для “Biochem. Education”. Он предложил мне доработать ее в статью, которая откроет новый журнал под его редакцией “Biochemical Organization” (см. раздел 12). И я начал работать над этой статьей. Закончил ее 30 октября и передал Курганову. 31 октября и 1 ноября внес в статью исправления.
1 ноября: «Вечером понял, почему именно надмолекулярные структуры (а не биомакромолекулы) являются элементарными блоками: они обеспечивают векторный характер процессов».
Работа и над вводной статьей, и над обзором продолжалась также в 1992 году. Вводная статья «Biochemical organization» открыла первый номер журнала «Journal of Biochemical Organization» (1992 год). А обзор «Problems of cell metabolism integration» удалось выпустить только в 1996 году – в сборнике «Organization of Biochemical Systems: Structural and Regulatory Aspects», который мы подготовили с Кургановым и который выпустило американское издательство Nova Science Publishers (то же, что и выпускало «Journal of Biochemical Organization»).
