Человек, открывший химический мутагенез

Академик Юлий Борисович Харитон и Иосиф Абрамович Рапопорт. 1980.

«Имя Иосифа Абрамовича Рапопорта (1912–1990) в нашей науке, и не только биологической, пользуется особым уважением. Ученый нобелевского ранга, герой Отечественной войны, гражданин, в одиночку выступивший против мракобесия, вопреки всеобщему безумию и прямому указанию Сталина – другой такой судьбы в нашей науке нет». Жизнь и творчество двух людей – выдающегося генетика Иосифа Абрамовича Рапопорта и великого русского ученого Николая Константиновича Кольцова – были тесно связаны между собой. В созданном Кольцовым в 1916 году Институте экспериментальной биологии (ИЭБ) в Москве Рапопорт обосновал свое главное научное достижение – открытие сильных химических мутагенов, особых органических молекул, способных проникать в организм и вызывать наследственные изменения, мутации. Он сумел поставить химический мутагенез на службу сельскому хозяйству, медицине и экологии.

Для Рапопорта наука была высшей ценностью его жизни. Он защищал ее, не щадя сил и собственного благополучия. Потрясения ХХ века беспощадно вторгались в его судьбу. Дважды они надолго отрывали его от науки. Это Великая Отечественная война и разгром генетики после сталинско-лысенковской сессии ВАСХНИЛ в августе 1948 года. Но он всегда возвращался. Год 2016-й – 70-летие открытия химического мутагенеза И.А. Рапопортом.

Путь к мутагенезу

Иосиф Рапопорт родился в Чернигове в семье врача. Окончил среднюю школу в 1927 году, учился в Агрозоотехническом техникуме (1927–1930), поработал лето в качестве зоотехника и осенью поступил в Ленинградский государственный университет (1930–1935). Он специализировался по кафедре генетики и экспериментальной зоологии – первой генетической кафедре в нашей стране, основанной в 1918 году профессором Юрием Филипченко.

Еще школьные учителя обратили внимание на необыкновенную память мальчика и его исключительные способности к языкам. Студент Рапопорт уже с первого курса свободно читал книги на немецком, французском и английском языках.

Его научный путь определился на втором курсе, когда в 1932 году в Ленинград с лекцией о работах ИЭБ приехал Н.К. Кольцов. Он произвел на Рапопорта неизгладимое впечатление. Молодой ученый кинулся читать работы Кольцова и его сотрудников и стал фактически «негласным членом» Кольцовской школы. Когда после пятого курса подойдет время распределения, Рапопорт попросит рекомендовать его лаборантом в ИЭБ, но принят будет к Кольцову в аспирантуру (1935–1938).

В программу Кольцова входила проблема экспериментального видообразования. По его мнению, наиболее надежный путь для решения этой задачи намечался мутационной теорией. Отсюда исходил его особый интерес к мутагенным факторам. Радиационный мутагенез был открыт американским генетиком Германом Меллером в 1927 году и отмечен Нобелевской премией в 1946-м. Честь же открытия химического мутагенеза, как новой области знания, принадлежит Кольцовской школе – в работах В.В. Сахарова и И.А. Рапопорта.

Многочисленные попытки получить мутации с помощью химических агентов, в отличие от успеха с проникающей радиацией, терпели неудачу. Дело в том, что, выделившись из органической химии в самостоятельную субстанцию, биологическая материя надежно отгородила свой наследственный аппарат от химического вторжения. Потребовалось немало лет и талантливых ухищрений для преодоления этих барьеров.

Владимиру Владимировичу Сахарову (1932) принадлежит приоритет доказательства того, что химический мутагенез возможен. С помощью 10-процентного йода и ряда других неорганических соединений он получил у мушки дрозофилы несколько новых мутаций, и, конечно, в своей лекции Кольцов рассказал об этом успехе. А Рапопорту принадлежит честь открытия сильных химических мутагенов, по мутационному выходу не уступающих радиационному мутагенезу, и супермутагенов, вызывающих сверхвысокое число индуцированных мутаций.

В последующие годы Рапопорт вместе с соратниками осуществит их плодотворное внедрение в разные сферы практической деятельности человека в масштабе всей страны. Отправной точкой для этих свершений была ленинградская лекция Н.К. Кольцова и упоминавшаяся в ней работа В.В Сахарова в далеком 1932 году.

В 1933 году Рапопорт стал дипломником Меллера, который по приглашению академика Николая Ивановича Вавилова приехал в Ленинград и читал лекции в Ленинградском государственном университете. Выполнение дипломной работы в сфере радиационного мутагенеза было для Рапопорта полезно, но он в этой области не задержался. Уже на втором курсе он неофициально начал работать по своей программе генетических и эмбриогенетических исследований в русле идей Н.К. Кольцова. Он продолжит эти исследования, будучи аспирантом и затем научным сотрудником в ИЭБ.

Сквозь пекло войны

Встреча с однополчанами. Москва, 1988. Фото из книги: О.Г. Строева, «Иосиф Абрамович Рапопорт, 1912-1990», 2009

Одно из направлений этих исследований, оформленное в виде его кандидатской диссертации под названием «Многократные линейные повторения участков хромосом и их эволюционное значение», было защищено в мае 1939 года. Другое направление было представлено в его докторской диссертации. Она называлась «Феногенетический анализ независимой и зависимой дифференцировки» и была подана к защите в феврале 1941 года. Защита должна была состояться 27 июня 1941 года. Но 22 июня началась война, и Рапопорт уже ушел добровольцем в армию. Он защитил свою диссертацию 5 мая 1943 года, когда в промежутке между боями проходил ускоренный курс обучения в военной Академии им. Фрунзе в Москве.

После защиты докторской диссертации вице-президент Академии наук предложил Рапопорту вернуться к научной работе, а военная Академия – остаться преподавателем военной истории в ее стенах. Но он отказался от обоих предложений и вернулся в пекло войны.

Рапопорт прошел всю войну, возвращаясь в строй после тяжелых ранений, даже после потери левого глаза. Он был пехотинцем, командиром батальона, всегда лицом к лицу с врагом. Несколько раз он исполнял обязанности начальника штаба полка или даже оперативного подразделения штаба корпуса. Место на Дунае в Австрии, где 8 мая 1945 года передовой отряд, возглавляемый гвардии майором Рапопортом, прорвался через вооруженную отступающую немецкую армию и соединился с передовым отрядом американской армии, отмечено памятным сооружением с надписью: «Здесь закончилась Вторая мировая война».

Солдаты любили и почитали своего комбата Рапопорта как бесстрашного, умелого и человечного командира. О нем ходили легенды. В конце войны он вступил в Коммунистическую партию, так как считал, что после такой жестокой и кровавой войны должны начаться перемены, и он не хотел оставаться в стороне.

За боевые заслуги И.А. Рапопорт был награжден двумя орденами Красного Знамени (1943, 1944), орденом Суворова III степени (1944), орденом Отечественной войны II степени (1944), двумя орденами Отечественной войны I степени (1945, 1985), американским орденом Legion of Merit (1945), орденом Красной Звезды Венгрии (1970) и многочисленными медалями. Во время войны военное командование трижды представляло его к званию Героя Советского Союза, но он этой награды так и не получил.

После демобилизации в августе 1945 года Рапопорт вернулся в свой институт к работе, посвященной химическим мутагенам. Это было третье крупное направление, которое он начал еще в студенческие годы и продолжал во время обучения в аспирантуре. Теперь он смог завершить и опубликовать эти триумфальные результаты с приоритетной датой – 1946 год – в открытой печати. Именно за них он будет выдвинут на Нобелевскую премию в 1962 году, но ее не получит из-за идеологической позиции политического руководства нашей страны, которое сочтет это выдвижение преждевременным.

Химический генетик

В августе 1948 года грянула печально знаменитая сталинско-лысенковская сессия ВАСХНИЛ, после которой генетика в нашей стране была «упразднена», институты реорганизованы, генетики (и не только они) уволены и объявлены идеологическими врагами советского строя. На этой сессии Рапопорт выступил в защиту настоящей науки и не отрекся от своих убеждений, после чего был исключен из партии и уволен с работы с волчьим билетом.

В расцвете творческих сил – ему было 36 лет, – будучи автором выдающихся научных открытий, он был выброшен из науки на целое десятилетие. Ему и его семье пришлось пережить тяжкий период безработицы. Он мог найти только случайные заработки по договорам, но если узнавали, что это тот самый генетик, который выступил против Лысенко, его увольняли.

Возвращение И.А. Рапопорта в генетику произошло в конце 1957 года. Академик Николай Николаевич Семенов пригласил его в свой Институт химической физики АН СССР (ИХФ). При этом Рапопорту вменялось в обязанность принять участие в решении государственной Продовольственной программы, и он включился в эту работу со всей мощью своего таланта и организаторских способностей.

В течение 30 лет он возглавлял Отдел химической генетики в ИХФ, объединив все уровни исследований в области химического мутагенеза – от биологического изучения свойств открытых мутагенов до их внедрения в сельское хозяйство, микробиологическую промышленность, в медицину, в защиту экологии, охрану здоровья населения. Ему удалось подвести генетическую базу под селекционные работы, что обеспечивало надежность и эффективность получаемых результатов. Вот когда пригодились химические мутагены! Они сильно увеличивали выход мутаций, в том числе полезных, и это интенсифицировало успехи селекции. Срок создания сортов сокращался с 20 до 6–7 лет.

Ежегодно на Всесоюзных конференциях в ИХФ собирались все исследователи, агрономы и селекционеры, с которыми он был связан. И.А. Рапопорт был бессменным председателем на всех заседаниях. Лучшие работы публиковались в ежегодных сборниках в серии «Химический мутагенез» в академическом издательстве «Наука»; всего было выпущено 24 тома. В них отражены успехи этой плодотворной работы.

К 1991 году было создано и внедрено в практику около 400 новых высокопродуктивных сельскохозяйственных сортов, среди которых большое место занимали злаковые, особенно пшеница и ячмень. В контакте с Рапопортом также работали лесоводы, луговоды, животноводы и даже работники очистных сооружений. Он много ездил по стране, знакомясь с работами своих коллег на местах.

В 1975 году И.А. Рапопорт был награжден орденом Трудового Красного Знамени, а в 1979 году избран членом-корреспондентом АН СССР. В 1984 году ему дали Ленинскую премию за цикл работ «Явление химического мутагенеза и его генетическое изучение». В 1990 году И.А. Рапопорт стал Героем Социалистического Труда за особый вклад в сохранение и развитие генетики и селекции и подготовку высококвалифицированных кадров.

Надвигалась перестройка, государство перестало оплачивать эти работы, создающие большие материальные ценности. Рапопорт перестал быть заведующим отделом, его перевели на должность советника.

Ровно через месяц после присуждения ему звания Героя Социалистического Труда, 26 ноября 1990 года, он был сбит грузовиком. Прохожие задержали водителя, но ответственности за преступление никто не понес. Через неделю, в 8 часов утра последнего дня 1990 года, от ужасных травм И.А. Рапопорт скончался. Его похоронили на Троекуровском кладбище в Москве. Попрощаться с ним пришло множество людей. Многие приехали из других городов. Ружейные залпы, произведенные специальным военным подразделением, отдали ему последние воинские почести.

Обложка брошюры И.А. Рапопорта.

Химический мутагенез сегодня

Отдел химической генетики в ИХФ ненадолго пережил своего создателя. СССР распался, многие последователи И.А. Рапопорта со своими достижениями остались вне пределов нашей страны. Перестройка разрушила систему сельского хозяйства. Но созидательная деятельность в России продолжается.

Наталье Сергеевне Эйгес, последовательнице И.А. Рапопорта, принадлежат большие успехи в создании и внедрении сортов озимой пшеницы с новыми качествами, которые отвечают насущным потребностям сегодняшнего дня. Она возглавляет Группу химического мутагенеза и охраны окружающей среды (Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН). Благодаря найденному благоприятному сочетанию концентраций супермутагена этиленимина, времени его воздействия и особенностям исходных сортов было получено широкое генотипическое и фенотипическое разнообразие мутационного спектра, на основе которого создана крупная коллекция хемомутантов озимой пшеницы.

Это разнообразие свойств определяет и разнообразие возможностей их использования в фундаментальных и прикладных исследованиях. И, что особенно важно, оно открыло возможности в создании высокопродуктивных, адаптивных сортов пшеницы, которые выдерживают и суровые зимы, и засухи. Им не страшны фитопатогены, их корневая система подавляет рост сорняков, и они не требовательны к качеству агрономического фона. Они могут выращиваться без избытка удобрений, без фунгицидов и гербицидов, что сильно удешевляет производство, ограждает окружающую среду и пищевую продукцию от отравления ядохимикатами.

Созданные на этой основе сорта озимой пшеницы – «имени Рапопорта», «беседа», «бодрый», «солнечная», «белая» и др. – обладают комплексом вышеперечисленных адаптивных свойств. И это – подлинная инновация, которая может стать одним из источников богатства нашей страны. Будем надеяться, что государство это поймет и поддержит эти исследования.