Нагима АЙТХОЖИНА, академик НАН РК, директор Института молекулярной биологии и биохимии им. М. А. Айтхожина КН МОН РК, "Казахстанская правда", 26 июня

У истоков зарождающейся в Советском Союзе молекулярной биологии стоял и молодой казахстанский ученый Мурат Айтхожин. Поистине наука открывает тем, кто ей служит честно, преданно и всецело, грандиозные перспективы. О том, каких высот достиг ученый на научном поприще, мы вспоминаем накануне 75-летия со дня рождения академика АН КазССР, лауреата Ленинской премии Мурата Абеновича Айтхожина.
Мурат Айтхожин родился 29 июня 1939 года в Петропавловске. Со школьных лет он проявлял большой интерес к биологии. В городском кружке юных натуралистов на опытном участке пытливый ученик вырастил просо, которое было отмечено на сельскохозяйственной выставке в городе Петропавловске. В 1957 году поступил на биолого-почвенный факультет Казахского государственного университета им. С. М. Кирова. После третьего курса как один из лучших студентов был направлен на практику в Институт биохимии им. А. Н. Баха АН СССР к Игорю Кулаеву и стал изучать участие полифосфатов в метаболизме микроорганизмов. Работая подолгу вечерами в лаборатории, познакомился с кандидатом биологических наук Александром Спириным, учеником академика Андрея Белозерского, известного своими трудами в области нуклеиновых кислот. Это позже Спирин стал доктором биологических наук, академиком АН СССР, лауреатом Ленинской премии, организовал Институт белка АН СССР. Александр Сергеевич пригласил Мурата к себе в лабораторию. Судьба на многие годы объединила двух молодых людей, двух энтузиастов, интеллектуалов на исследованиях рибонуклеиновых кислот (РНК) в животных клетках. Его студенческая работа по ингибированию РНК-азы диаминами была отмечена в 1961 году первой премией на IV научной конференции студентов Средней Азии и Казахстана в Ашхабаде и опубликована в журнале "Биохимия". Практически 4–5-й курсы работал в лаборатории, посещая избранные лекции в МГУ. После окончания университета Мурат Абенович поступил к Спирину в аспирантуру МГУ им. М. В. Ломоносова.
Это было время, когда после открытия в 1953 году Фрэнсисом Криком и Джоном Уотсоном структуры носителя наследственной информации организма – ДНК, в виде двойной спирали, начала отсчет новая наука – молекулярная биология, которую некоторое время называли физико-химической биологией, так как основные открытия делали физики, специалисты по рентгеноструктурному анализу белков и нуклеиновых кислот, химики, биологи. Но как закодированная в ДНК информация реализуется в виде нужных белков, которые являются основным строительным материалом всего живого, кто и в каком виде переносит эту информацию к месту назначения и как происходит синтез белков в клетке? Вот вопросы, которые стояли перед учеными того времени.
В 1964 году Александр Спирин, Нана Белицина и Мурат Айтхожин впервые в мире открыли в цитоплазме клеток животных комплексы информационной РНК, являющейся молекулой-посредником передачи наследственной информации с ДНК на белок, в виде рибонуклеопротеидных частиц для защиты РНК от атаки агрессивных ферментов расщепления. Авторы назвали их информосомами. Мурат Абенович в 1966 году защитил кандидатскую диссертацию на тему "Рибонуклеиновые кислоты в раннем эмбриогенезе вьюна Misgurnusfossilis".
Одновременно в Институте молекулярной биологии АН СССР моим учителем, впоследствии академиком, лауреатом Ленинской премии Георгием Георгиевым с сотрудниками были открыты информосомы в ядре клеток печени крыс. Затем, уже в Казахстане, М. А. Айтхожиным с учениками установлено существование всех классов информосом в ядре и цитоплазме растительных клеток на всех стадиях развития растения. Одновременно две лаборатории в Москве (А. Спирин, Г. Георгиев) на животных клетках и одна (М. Айтхожин) на растениях в Алматы изучали физико-химические свойства ядерных и цитоплазматических информосом, их структурно-функциональную организацию, процесс образования истинной мессенжер РНК, которая несет в цитоплазму на печатный станок информацию для синтеза нужного в данный момент клетке и организму в целом белка. Так была доказана универсальность рибонуклеопротеидной организации информационной РНК на всех этапах ее существования и функционирования в эукариотических клетках. В 1986 году М. А. Айтхожину вместе с группой ученых АН СССР была присуждена Ленинская премия в области науки и техники за цикл работ "Открытие и изучение нового класса внутриклеточных частиц – информосом". Ему было всего 37 лет.
С 1966 года научная и научно-организационная деятельность М. А. Айтхожина связана с Академией наук КазССР. С присущей ответственностью и энтузиазмом он приступает к созданию нового направления биологической науки в Казахстане. В январе 1968 года в Институте ботаники Муратом Абеновичем была организована первая в Казахстане лаборатория по молекулярной биологии – белка и нуклеиновых кислот. Это направление исследований останется актуальным в мировой науке еще многие годы. Дату организации этой лаборатории следует считать днем рождения молекулярной биологии в Казахстане.
Его первые ученики, коллеги вспоминают, сколько сил и энергии пришлось приложить, сколько кабинетов надо было обойти Мурату Абеновичу, чтобы добиться выделения финансовых средств на приобретение крайне необходимого и дорогого импортного оборудования. В те годы заказ такого оборудования и импортных реактивов осуществлялся только с разрешения Совета Министров КазССР. Руководство Казахстана поверило в профессиональные и организаторские возможности молодого ученого, в перспективность новой науки. За короткий срок лаборатория была оснащена американскими ультрацентрифугами Beckman, сцинтиляционными счетчиками радиоактивности "Nuclear Packard" и другими приборами. Такие приборы тогда имелись только в Москве. Благодаря своей неистощимой энергии Мурату Абеновичу при поддержке Президиума АН КазССР удалось обменять небольшой деревянный финский домик на Алматинском домостроительном комбинате на готовые секции панельного здания и построить в Академгородке на территории Ботанического сада АН КазССР большое одноэтажное здание лаборатории белка и нуклеиновых кислот. Мурат Абенович всегда с благодарностью помнил ту огромную поддержку, которую оказывали на разных этапах его жизненного пути Динмухамед Ахмедович Кунаев, Байкен Ашимович Ашимов, Нурсултан Абишевич Назарбаев.
Новое направление потребовало от ученых новых экспериментальных исследований, специальных знаний и специальной подготовки. Умением организовать работу и увлечь своим энтузиазмом, свободным владением теоретическими и методическими знаниями, огромным трудолюбием, внимательным отношением к сотрудникам, требовательностью к чистоте каждого эксперимента и совместным участием в них Мурат Абенович сумел создать сплоченный творческий коллектив лаборатории из молодых выпускников и студентов КазГУ им. С. М. Кирова. Сотрудники работали с полной отдачей. Главным научным направлением лаборатории стало исследование биосинтеза белка и его регуляции в растениях. Обычно в лаборатории работали до 2–3 часов ночи. Этого требовал длительный непрерывающийся эксперимент, и потом глубокой ночью Мурат Абенович на такси развозил молодых ребят и только после этого ехал к себе домой.
Несмотря на большую занятость, Мурат Абенович находил время с азартом играть в футбол, ходить пешими переходами на Иссык-Куль. В его жизни были и трудные периоды, он переживал, но оставался оптимистом.
В начале 70-х годов одним из первых в мировой науке М. А. Айтхожин провел изучение белоксинтезирующего аппарата в растениях. Им впервые была дана полная характеристика физико-химических свойств растительных рибосом и полирибосом – основой машины синтеза белка в организме. Оригинальные работы по созданию гибридных рибосом, состоящих из субчастиц растительного и животного происхождения, с сохранением способности синтезировать белок, доложенные на IV Международном конгрессе по биофизике, были оценены в мире как открытие.
Предвидя важную роль информосом в регуляции биосинтеза белка в клетках высших организмов, последующее использование их в практических целях, М. А. Айтхожин сосредоточил основное внимание на поиске всех классов информосом в растительных клетках. Интуиция и опыт экспериментатора позволили ему выбрать необходимый объект исследования – зародыши пшеницы. И, как показали дальнейшие работы в молекулярной биологии растений, они оказались широко используемым и удобным объектом. Помню, как в одну из поездок в Петропавловск к родителям, которых мы очень любили, уважали, Мурат в доходящем до горизонта пшеничном поле собрал колосья пшеницы. Вернувшись, мы дружно, максимально соблюдая условия стерильности, извлекли из зерен зародыши на стадии молочно-восковой спелости, промаркировали, зафиксировали, и вечером он увез их в Алма-Ату для изучения информосом на разных стадиях созревания зерна.
Были разработаны специальные методы для выделения информосом из растительных клеток с учетом того, что особенности их структуры и состава делают их исключительно сложным объектом исследований. Итогом огромной поисковой работы явилось открытие всех типов информосом в растениях: ядерные, цитоплазматические полисомно-связанные, свободные цитоплазматические как запасная форма мРНК, активация которой происходит путем полиаденилирования мРНК в ходе раннего прорастания семян пшеницы. В 1976 году М. А. Айтхожин в МГУ им. М. В. Ломоносова защищает докторскую диссертацию на тему "Рибонуклеопротеидные частицы высших растений", – работу, которая явилась приоритетом казахстанских ученых.
В начале 80-х годов М. А. Айтхожин вместе с сотрудниками лаборатории развил ряд новых направлений исследования биогенеза мРНК и регуляции биосинтеза белка в растениях. Впервые были обнаружены в растениях и полностью охарактеризованы все типы низкомолекулярных ядерных РНК растений, проведена значительная работа по исследованию индивидуальных мРНК и информосом, установлены физико-химические свойства белков, входящих в состав информосом, механизмы действия фитогормонов на биосинтез белка.
Большое внимание М. А. Айтхожин уделял проблеме устойчивости растений к различным неблагоприятным условиям среды и разработке новых технологий отбора перспективных генотипов для селекции на основе изучения регуляции экспрессии генома высших растений на трансляционном уровне. Были выделены две группы белков теплового шока и механизмы их индукции при повышении температуры среды на разных стадиях прорастания зародышей пшеницы.
В 1979 году М. А. Айтхожин был избран членом-корреспондентом АН КазССР и в этом же году назначен директором Института ботаники АН КазССР. В 1983 году по инициативе и при непосредственном участии Мурата Абеновича, в соответствии с постановлениями ЦК КПСС и Совета Министров СССР об ускоренном развитии современных направлений биологии, постановлениями Совета Министров Казахской ССР и Президиума Академии наук республики, был организован Институт молекулярной биологии и биохимии АН КазССР. Это был один из немногих в республике институтов 1-й категории, исследования проводились на конкурсной основе по Всесоюзной программе по физико-химической биологии и биотехнологии. Но когда распался Советский Союз, институт решили расформировать и определили список организаций для передачи лабораторий, потому что в Госплане республики не были заложены средства на научные исследования и содержание института, было прямое финансирование из Москвы. Кроме того, посчитали, что это дорогая наука. После моей поездки в Москву в Госкомитет по науке и технике к Николаю Лаверову в бюджет Казахстана были переданы необходимые финансовые средства, институту выделены инвалютные рубли на приобретение оборудования и дополнительные штатные единицы с соответствующим финансовым сопровождением.
Основными научными направлениями нового института были определены: изучение биосинтеза белка и его регуляции, биохимия зерновых культур, энзимология азотного обмена злаковых культур, молекулярные механизмы действия на биосинтез ДНК, РНК и белков и пути метаболизма физиологически активных соединений. Всемирным признанием успехов молекулярной биологии и биохимии Казахстана явилось проведение в 1984 году в Алма-Ате международного симпозиума "Перспективы биоорганической химии и молекулярной биологии", в котором участвовали дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг, лауреат Нобелевской премии Дороти Ходжкинс, известные зарубежные ученые по молекулярной биологии, биохимии и биотехнологии из США, Европы, Японии, вице-президент АН СССР академик Юрий Овчинников, президенты академий наук союзных республик, ведущие ученые из Москвы, Ленинграда, Киева, Новосибирска. На этом симпозиуме Мурат Абенович выступил с большим пленарным докладом, который был выслушан с огромным вниманием и интересом.
Предвидя будущее биотехнологии и его вклад в социально-экономическое развитие любого государства, М. А. Айтхожин заложил основы биотехнологии в нашей респуб­лике, организовав в институте лаборатории клеточной и генной инженерии и создав Казахский сельскохозяйственный биотехнологический центр. головным учреждением был определен Институт молекулярной биологии и биохимии АН КазССР. В состав этого центра вошли некоторые академические учреждения и отраслевые институты Восточного отделения Всесоюзной академии сельского хозяйства им. В. И. Ленина (ВАСХНИЛ).
Важное место в его научно-организационной деятельности занимала координация научных исследований, проводимых в рес­публике по физико-химической биологии и био­технологии. Участие в Межведомственном совете по проблемам физико-химической биологии и биотехнологии при Госкомитете по науке и технике Совета Министров СССР, а также руководство Межведомственным республиканским советом при Президиуме АН КазССР, Казахстанским отделением Всесоюзного биохимического общества значительно повлияли на становление и развитие в республике научных исследований по этим направлениям науки, на укрепление контактов с ведущими научными учреждениями в стране и за рубежом.
В 1986 году, в переломный для страны и республики период, М. А. Айтхожин возглавил Академию наук Казахской ССР. Вся деятельность руководства Академии наук в тот период была направлена на обеспечение выхода отечественной академической науки на современные рубежи научно-технического прогресса. Для этого были определены приоритетные направления фундаментальных и прикладных исследований, важные для развития экономики Казахстана. Особое внимание обращалось на необходимость участия академических учреждений республики в деятельности МНТК, НТК, НПО и инженерных центров, на выполнение заданий международных и союзных целевых научно-технических программ. Результатом этой деятельности стало вхождение ряда институтов АН КазССР в состав двух МНТК, во Всесоюзный инженерно-технический центр "Автогенные процессы". Научно-исследовательские институты принимали активное участие в реализации Комплексной программы научно-технического прогресса стран – членов СЭВ. Была разработана республиканская научно-техническая программа "Недра", дан прогноз современных тенденций развития наук в республике.
Президиумом АН КазССР были приняты решения, направленные на повышение роли отделений, которые, по мнению М. А. Айтхожина, должны стать определяющими научно-организационными центрами, ответственными за развитие фундаментальных исследований в соответствующих областях науки в республике. Он безгранично верил в созидательную силу фундаментальной науки, которая должна стать во главе, как теперь мы называем, инновационного развития республики.
Будучи руководителем научно-исследовательского института и Академии наук КазССР, Мурат Абенович проявил себя требовательным и авторитетным руководителем. Он был нетерпим к проявлениям слабого профессионализма, безответственности и недисциплинированности. В особенности он был требователен к достоверности научных результатов, считал, что тот, кто занимается наукой, должен беззаветно служить ей.
Одним из приоритетов научно-организационной деятельности М. А. Айтхожина была подготовка молодых научных кадров. Будучи профессором Казахского государственного университета им. С. М. Кирова, в течение многих лет он читал разработанный им курс молекулярной биологии, спецкурсы по избранным главам биохимии. Он тщательно готовился к каждой лекции, анализируя и обобщая последние достижения ученых, опубликованные в новых поступлениях в библиотеку ведущих иностранных журналов. Мурат Абенович владел английским и французским языками. Он рассказывал, как во время дискуссии французский профессор Жак Вайль спросил, откуда у него такое произношение и построение предложений. На что собеседник ответил: "Моей учительницей французского языка была Ивонна Труа, преподаватель Университета Сорбонна и жена французского коммуниста". Его лекции привлекали огромное внимание студентов, стажеров и аспирантов не только биологического, но и других факультетов университета.
Он открыл в институте филиалы кафедр генетики и молекулярной биологии, физиологии и биохимии растений КазГУ. Институт и сейчас остается одним из базовых научных учреждений для подготовки бакалавров, магистров и PhD-докторантов для ряда вузов страны. Будучи президентом Академии наук, большое внимание Мурат Абенович уделял работе Совета молодых ученых, Комиссии по работе с научной молодежью. Традиционными стали организованные по его инициативе встречи-дискуссии членов Президиума Академии наук с молодыми учеными. Были выделены дополнительные финансовые средства для расширения перечня ведущих журналов из-за рубежа по профилям наук, получаемых Центральной научной библиотекой Академии наук. Суббота для библиотеки была объявлена рабочим днем, чтобы ученые могли заниматься, тогда не было Интернета.
Муратом Абеновичем был создан единственный в среднеазиатском регионе диссертационный совет по защите кандидатских диссертаций по молекулярной биологии и биохимии. Он активно участвовал в общественной жизни нашей республики и СССР, будучи депутатом Верховного Совета СССР, членом Советского комитета защиты мира, его вклад был оценен Золотой медалью Советского фонда мира. Имя ученого занесено в Золотую книгу почета Казахской ССР. Мурат Абенович на отделении биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений Президиума АН СССР в декабре 1987 года был единогласно избран членом-корреспондентом Академии наук СССР, но вечером, накануне сессии общего собрания АН СССР, где должны были утвердить результаты голосования, он ушел из жизни.
М. А. Айтхожин был не только талантливым ученым, государственным и общественным деятелем, но и честным, требовательным, добрым и открытым человеком, принципиальным и терпеливым Учителем, внимательным и отзывчивым собеседником, его отличало тонкое чувство юмора. Он не позволял говорить о его научных заслугах и считал, что еще молод для подведения итогов. Теперь это наш долг. Наш долг, долг его коллег, учеников заключается и в том, чтобы сохранить высокий уровень научно-исследовательских работ в институте, – слишком высоко была установлена планка, развивать новые научные направления, быть генераторами новых идей, готовить конкурентоспособную молодежь.
За первые годы становления независимости Казахстана наука и институт пережили вместе со страной нелегкие периоды. Во второй половине 90-х годов 18 молодых кандидатов наук, потенциальных докторов наук уехали из страны и сейчас работают в университетах США, Великобритании, Германии, Канады, Австралии, Швейцарии. С одной стороны, это свидетельство высокого уровня наших специалистов, соответствия научных направлений института мировым тенденциям развития современной биологии. С другой стороны, заведующие лабораториями, основной кадровый состав подготовили новых специалистов, затратив на это драгоценное время. Часть исследований проводились в тесном международном сотрудничестве по грантам INTAS, INCO- COPERNICUS, USAID, МНТЦ.
Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. А. Айтхожина является основателем в стране молекулярной и популяционной генетики, исследований генома человека и растений, геномики, этно- и палеогеномики, молекулярной медицины и молекулярной иммунологии. На их основе были разработаны инновационные геномные и протеомные технологии для сельского хозяйства и медицины.
Эти исследования были начаты впервые в Казахстане в нашем институте в 90-е годы. Были открыты первые в независимом Казахстане лаборатории генома растений, структурной и функциональной геномики, молекулярной иммунологии и иммунобиотехнологии. Получили дальнейшее развитие исследования лабораторий, созданных Муратом Абеновичем, подготовлены высококвалифицированные специалисты. До 2011 года в институте работал докторский диссертационный совет по молекулярной биологии и биохимии, в составе которого работало несколько ведущих молекулярных биологов из Института молекулярной биологии им. В. А. Энгельгардта РАН, приглашенных с целью повышения ответственности соискателей научной степени и уровня проводимых исследований.
В области биосинтеза белка и его регуляции получены приоритетные данные по регуляции синтеза белка у растений на уровне факторов трансляции, впервые разработаны искусственные трансляционные усилители, созданы первые трансгенные (ГМО) растения – картофель с повышенной устойчивостью к засолению среды. Выявлен ранее неизвестный ферментный комплекс, играющий ключевую роль в азотном обмене растения. Получили продолжение заложенные М. А. Айтхожиным исследования по молекулярным механизмам устойчивости растений к фитопатогенам, засолению, низким температурам с использованием новых продвинутых технологий геномного маркирования полезных признаков сельскохозяйственных культур, выделения генов полезных признаков, созданию исходных улучшенных форм пшеницы и картофеля. Выявлены полиморфизмы генов, мутации, ассоциированные с наследственной предрасположенностью и развитием сердечно-сосудистых, онкологических (рак молочной железы) и аутоиммунных заболеваний, составляющие основу персонифицированной медицины и фармакогеномики. Проведены обширные исследования в области изучения и использования стволовых клеток для регенеративной медицины. Разработаны новые взгляды на развитие опухолевого процесса при участии иммунной системы. Проведены генотипирование и молекулярно-генетический анализ казахстанских изолятов возбудителей туберкулеза с целью повышения эффективности лекарственной терапии. Созданные инновационные технологии апробированы в НИИ Минздрава РК и способствовали переходу медицины на качественно новый уровень диагностики, профилактики и выявления групп риска, предрасположенности к генопосредованным заболеваниям. Впервые был проведен сравнительный молекулярно-генетический анализ ДНК представителей скифо-сакской цивилизации из уникального кургана п. Берел Восточно-Казахстанской области (живших приблизительно 2 500 лет назад), современных казахов и мирового GenBank. Этими работами институтом заложены основы палеогеномики в стране.
Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. А. Айтхожина продолжает оставаться ведущим научным и консультативным центром по актуальным проблемам биологии, биомедицины и сельского хозяйства: молекулярной и клеточной биологии, молекулярной генетике, молекулярной медицине и иммунологии. В институте много молодых ученых, студентов, они приходят в лаборатории института уже со второго курса. Средний возраст научных сотрудников – 38 лет. И так же, как во времена Мурата Абеновича, по вечерам часто светятся окна многих лабораторий.
За короткий период благодаря верно определенному Президентом страны Нурсултаном Назарбаевым курсу развития Казахстан сделал гигантский рывок вперед, наука Казах­стана получила мощный импульс к развитию. Значительно увеличилось финансирование и материально-техническое оснащение науки, молодежь получила возможность обучения в ведущих мировых центрах.