«Легче стать богатым, чем лауреатом Нобелевской премии»

4 октября в 10 ч. 50 мин. раздался телефонный звонок. Швейцарский ученый Жак Дюбоше получил из Стокгольма известие, что он стал лауреатом Нобелевской премии 2017 года в области химии вместе со своими коллегами Ричардом Хендерсоном (Richard Henderson) из Кембриджского университета (Англия) и Иохимом Франком (Joachim Frank) из Колумбийского университета (США). Как отмечается в пресс-релизе Нобелевского комитета, их исследования помогают улучшить и упростить визуализацию биомолекул. Криоэлектронная микроскопия, разработкой которой занимались учёные, «переместила биохимию в новую эру».

Что такое криоэлектронная микроскопия?

В биохимии изображение или картинка — это ключ к пониманию природы объекта исследований. Первое время учёные использовали оптические микроскопы, затем перешли на электронные, способные показать «предметы» ещё меньшего размера. Сегодня электронные микроскопы существенно упрощают жизнь исследователям, но у этих инструментов есть большой недостаток: мощный электронный пучок разрушает биологический материал, и в итоге работать можно лишь с мёртвыми образцами.

Ученые постоянно ищут и создают всё новые способы и аппараты, которые позволяют изучать живые существа, работающие органы или ткани. Так, в 1990 году Ричард Хендерсон впервые доказал, что электронный микроскоп при определённых условиях подходит для создания трёхмерного изображения белка с атомарным разрешением. Позднее Йоахим Франк смог улучшить технологию и сделать её более доступной. С 1975 по 1986 год он работал над новым методом обработки изображений, который позволяет анализировать и объединять нечёткие двумерные изображения электронного микроскопа в единую трёхмерную структуру. В это же время Жак Дюбоше изучал возможности визуализации биологического материала, который находится в воде. В вакуумной среде электронного микроскопа жидкая вода быстро испаряется, что приводит к разрушению биомолекул. Поэтому Дюбоше в 1980-х годах попробовал «остекловывать» (витрифицировать) воду, т.е. замораживать настолько быстро, чтобы она моментально затвердевала вокруг «живого» образца. При этом биомолекулы сохраняли естественную форму даже в вакууме. Объединение и оптимизация этих технологий привели к созданию принципиально нового метода изучения живых образцов в замороженном растворе, который получил название криоэлектронная микроскопия.

Новая эра в биохимии и фармакологии

Сегодня можно уверенно сказать, что метод криоэлектронной микроскопии открыл новую эру в биохимии: он позволяет исследовать образец в родной среде при криогенных температурах (то есть при температуре, когда азот находится в жидком состоянии).

«Не редко научные открытия основаны на качественной визуализации объектов, невидимых человеческому глазу. Долгое время область биохимии оставалась незаполненной, так как существующие технологии не могли отразить всю сущность молекулы. Криоэлектронная микроскопия кардинально изменила ситуацию», — объясняет свое решение Нобелевский комитет. Теперь исследователи могут замораживать биомолекулы в движении и впервые визуализировать многие процессы их жизнедеятельности, что имеет решающее значение не только для понимания химических принципов жизни, но и для развития фармакологии и медицины, — отмечается в сообщении Шведской королевской академии наук.

Возможности, которые открывает новый метод визуализации, можно без преувеличения назвать безграничными. Учёные считают, что с помощью криоэлектронного микроскопа можно лучше изучить действие антибиотиков. К примеру, применение подобных микроскопов в медицине поможет точнее понять, как антибиотики действуют на бактерии. Сегодня многие вирусы уже не поддаются воздействию существующих препаратов, и возникает насущная потребность в изобретении новых. Изучение устойчивости к антибиотикам, борьба с вирусом Зика и другими патогенами, создание новых препаратов и методов лечения — это лишь некоторые из исследований, которые невозможно было бы провести без открытия Дюбоше, Франка и Хендерсона.

Нобелевский лауреат из Моржа

В обеденный час 4 октября новость о собственном Нобелевском лауреате моментально разлетелась по небольшому городку швейцарской Ривьеры Морж (Morges). «Кто такой этот Жак Дюбоше? Я его знаю?», — задавались вопросом взволнованные «моржане». Конечно, он знаком многим: как добродушный сосед или как член коммунального совета, как убеждённый социалист или как защитник окружающей среды. Но его скромность и простота таковы, что даже те, кто знают его достаточно близко, не могли и догадываться, что общаются с учёным — исследователем мирового уровня и значения. Говоря о своём коллеге по управлению городскими делами, мер города заметил: «Не знаю, есть ли среди нобелевских лауреатов такие, которые во время выборных кампаний ходили бы, обвешанные плакатами, наподобие сэндвича — а Жак это делал».

Простота, доброта, человечность, стремление помочь ближнему, жизненный позитивизм — таковы основные черты нового героя Швейцарии. Да и с чувством юмора у него все в порядке: стоит лишь, поискав по интернету, почитать его собственноручно составленную биографию. Мы узнаем, что за 9 месяцев до своего рождения (8 июня 1942), а именно в октябре 1941 года Жак был зачат своими «оптимистичными родителями» в городе Эгль (Aigle). В 5-летнем возрасте он перестал бояться темноты, потому что понял, что солнце всегда возвращается, «как это доказал Коперник». Будучи «первым официальным дислексиком кантона Во», ему все же удалость пройти полный курс обучения и даже получить в 1967 году в Лозанне диплом инженера-физика. Увлечённость биологией позволила ему снова иметь диплом: на сей раз Женевского университета по молекулярной биологии в 1969 году — так он стал биофизиком. В 1973 году он защищает диссертацию по биофизике в Женеве и в Базеле. С 1978 по 1987 год его карьера развивается в Германии. Открытие Жаком Дюбоше в 1980 году витрификации воды стало отправной точкой для многочисленных научных исследований. Он заведует отделом электронной микроскопии в Европейской лаборатории молекулярной биологии (EMBL) в Гейдельберге. Здесь он занимается разработкой криоэлектронной микроскопии, исследованием структуры вирусов, ДНК. В 1987 году он возвращается в лозаннский университет, где одновременно получает пост профессора кафедры ультраструктурного анализа и становится директором Центра электронной микроскопии. С 1998 по 2002 год он заведовал кафедрой биологии и продолжал работы в области криоэлектронной микроскопии. Выйдя на пенсию в 2007 году, Жак Дюбоше продолжает свою научно-исследовательскую деятельность в университете Лозанны, являясь его почётным профессором.

На вопрос «Как Вы себя чувствуете в роли Нобелевского лауреата?» Жак Дюбоше отвечает с улыбкой: «Наконец-то вздохнул с облегчением. Уже многие годы на разных научных конгрессах и конференциях мне все время задавали один и тот же вопрос: «Когда же ты получишь Нобелевскую премию?» Я находился в постоянном напряжении и прилагал немало усилий, чтобы не вспылить! И вот, наконец, Нобель у меня есть, и я могу жить спокойно. А если говорить серьёзно, то я очень благодарен. Нобелевскую премию не получают в одиночку. В том, что я стал лауреатом — заслуга моих инженеров, это результат всей нашей совместной деятельности. В жизни мне повезло: я всегда находился в обстановке сотрудничества. Я не сторонник соревнований личностей. В нашей работе было совершенно необходимо сотрудничество с другими исследователями. Я, конечно, напрямую был вовлечён в главные моменты разработок, и не отрицаю своей «неустранимости» в этой области. Наверно поэтому мой коллега Ричард Хендерсон назвал меня «отцом криоэлектронной микроскопии».

«Наука — это прекрасно, это смысл моей жизни. Наука… это учиться у природы и принимать её как единственного учителя», — говорит Жак Дюбоше. Пылкий защитник окружающей среды, он вместе со своей супругой Кристиной являются активными участниками ассоциации «Grands-parents pour le climat» (www.gpclimat.ch). В рядах этого общественного движения — бабушки и дедушки, борющиеся за чистый воздух и качество жизни для своих внуков, за то, чтобы и через 100, и через 200 лет наша планета оставалась пригодной для жизни. Неудивительно, что супругов Дюбоше можно было видеть два года назад в Париже среди демонстрантов во время проведения Конференции по климату (COP 21). Сохранить чистоту природы для будущего нашей планеты — таков жизненный девиз нашего Нобелевского лауреата.

Для информации:

Вручение Нобелевской премии 2017 года состоится 10 декабря — в день смерти её учредителя Альфреда Нобеля. В этом году размер премии увеличился на 1 миллион шведских крон и составил 9 млн. крон, что эквивалентно сумме в 1 млн. 119 тыс. американских долларов. В филармонии Стокгольма из рук короля Швеции Карла ХVI Густава лауреаты получат диплом и золотую медаль с изображением учредителя самой престижной награды в мире, а на следующий день Нобелевский фонд перечислит на их банковские счета причитающуюся сумму.

Нобелевская премия по химии вручается с 1901 года. Чаще всего (50 раз) ее присуждали за исследования в области биохимии, органической химии (43) и физической химии (38 раз).