В поисках средства Макропулоса

Каждый из нас хочет быть успешным, здоровым, красивым, молодым. Боги Древней Греции решали эту проблему, вкушая амброзию, боги Древней Индии – амриту, иранские боги – хаому, боги Древнего Египта пили воду бессмертия. Наши современники немало экспериментировали: стволовые клетки и золотые нити сменили кремлевские таблетки, но никак не удается найти средство, избавляющее человека от негативных последствий старения и других возрастных изменений, связанных с деградацией нервной, иммунной, половой и других систем человека.

А вот южные соседи заинтересовались животным, которое умеет выращивать на своем теле утраченные части. Его голос, кстати, напоминает крик маленького ребенка, поэтому китайцы называют это животное ребенок-рыба.

Этим летом Павел Александрович Лукъянов, руководитель отдела молекулярной иммунологии Тихоокеанского института биоорганической химии ДВО РАН, заведующий лабораторией химии неинфекционного иммунитета, профессор, доктор химических наук, посетил Китай с целью чтения лекций по гликобиологии и медицине. Сотрудничество Павла Александровича с китайскими коллегами реализуется, в основном, в научно-педагогическом направлении. Еще десять лет тому назад к нему в аспирантуру поступил Ли Вэй – молодой китайский ученый и, как оказалось, наследник правившей в Китае Маньчжурии династии. Его маньчжурское имя – Айсин Гиоро Зеньжи. 

 

После успешной защиты кандидатской диссертации Ли Вэй вернулся на родину, но сохранил уважительное отношение к воспитавшей его как ученого российской биоорганической научной школе, руководителю аспирантуры и коллегам, с которыми проработал в лаборатории четыре года. Верный конфуцианским традициям, Ли Вэй, сохраняет и поддерживает научные связи с Павлом Александровичем, занимаясь с собственными аспирантами, знакомит их с работами коллег с севера, организует для учеников консультации по новейшим научным проблемам, приглашая к учебному процессу своего учителя.

Предметом исследования Павла Александровича являются углевод-зависимые процессы, происходящие в клетке. Нарушение экспрессии и функции углевод-связывающих рецепторов и ферментов углеводного обмена в клетке приводит к различным патологиям. Частичные нарушения гликозилирования белков и липидов отражаются в задержке развития, спонтанных абортах, дисфункции печени, расстройстве пищеварительной системы и других заболеваниях. Точное определение строения и роли углеводных цепей в гликопротеинах имеет важное значение для медицины, так как создает основу для разработки новых лекарственных препаратов, например, тканевых активаторов плазминогена, иммуномодуляторов, антивирусных лекарственных веществ, применяемых в препаратах отвлекающей терапии аутоиммунных заболеваний.

Ли Вэй в аспирантуру был направлен Даляньским институтом химической физики. Для того чтобы он все свое время мог посвятить обучению и научной работе, китайское правительство выплачивало ему немалую стипендию в 600 долларов в месяц на протяжении четырех лет пребывания в России. По возвращении он получил государственный грант для продолжения работ по научному направлению, которым занимался в ТИБОХ. За шесть последних лет под его руководством защитились 14 аспирантов. Шесть кандидатских работ и восемь – магистерских. Китайскому государству подготовка этих специалистов обошлась около полутора миллионов долларов. Не все попадают в такие условия, как Ли Вэй. Упор делается на создание идеальных условий для молодых лидеров, научные подразделения которых способны эффективно сочетать исследовательскую и образовательную деятельность. Соответственно, активное внимание уделяется работе с иностранцами.

 

После возвращения из России ему, как получившему степень за границей и вернувшемуся в Китай, государство предоставило безвозвратную ссуду в размере 30 тысяч долларов для покупки квартиры. Спустя полгода Ли Вэй перешел на работу в университет и, к слову, университет, получив такого высокопрофессионального специалиста, выделил 30 тысяч долларов для улучшения его жилищных условий. Он перешел на новое место работы, потому что наряду с исследовательской деятельностью решил заниматься еще и преподаванием. Ли Вэй не просто очень энергичен, он – реактивен. Помимо научных исследований и педагогической деятельности (на сегодняшний день у него восемь аспирантов), он главный инженер научного биотехнологического центра в городе Чжанцзяцзе провинции Хунань. Общественно-полезной деятельности не избегает: он депутат законодательного собрания Даляня.

 

Активность Ли Вэя в городе Чжанцзяцзе привела его к проблеме, решение которой не далось сразу. Кстати, в этой местности, расположенной на юго-востоке страны, произрастают такие редкие растения, как гингко, голубиное дерево, красное дерево. Кроме того, здесь находятся геопарк Тяньцзышань, известный своими горами удивительной красоты, и парк Сосиюй, примечательный, в первую очередь, огромной пещерой Хуанлун, самый большой зал которой способен вместить десять тысяч человек. В последние пять тысяч лет там не было значительных землетрясений, поэтому там благополучно живут и здравствуют высоченные ажурно-воздушные каменные столбы, заросшие субтропической растительностью, окруженные облаками и воспетые Джеймсом Камероном в его известном фильме «Аватар». 

 

С гор там течет чистая вода, а показателем экологического благополучия местности выступают саламандры. Китайские гигантские саламандры – эндемик, сейчас в диком виде они живут только в провинции Хунань, эти земноводные пережили динозавров. Вот они-то и озадачили биохимиков.

 

Люди давно пытаются понять, каким образом саламандры регенерируют оторванные хвосты, конечности, челюсти. На месте травмы после контакта со слизью, постоянно покрывающей их кожу, у них образуется защитная оболочка, защищающая от потери крови, а впоследствии на месте отсутствующей конечности появляется бластема – масса неспециализированных клеток, которые ждут «приказа» организма для того, чтобы обрести «специализацию» и стать клетками кожи, мускулов, костей и сосудов. Любопытно, что саламандры способны регенерировать не только конечности, но и отдельные органы тела, например, глазной хрусталик или кишечник.

У взрослых особей млекопитающих (в отличие от эмбрионов) такого чуда не произойдет – клеточная специализация уже закончилась. Но что интересно, у человека, как и у саламандры, есть гены, необходимые для регенерации тканей. Но у нас этим генам не позволяет работать система первой защиты. Видимо, в ходе эволюции иммунная и регенеративная системы стали несовместимы друг с другом, и организму пришлось выбирать. Саламандры используют примитивную регенеративную, а человек – иммунную. Она защищает нас от инфекций, но одновременно блокирует «саморемонт». А ведь древняя «инструкция» по выращиванию новых органов где-то там хранится! Но как заставить ее «включаться», когда требуется? 

 

«Для справки: саламандра гигантская представляет собой род хвостатых земноводных семейства скрытожаберников и представлена двумя видами: японская гигантская саламандра (Andrias japonicus) и китайская гигантская саламандра (Andrias davidianus), которые отличаются размером, ареалом обитания и расположением бугорков на голове, – рассказывает Павел Александрович. – На сегодняшний день, – это самое крупное земноводное, которое может достигать 2 м в длину, веса до 100 кг. Официально зарегистрированный максимальный возраст гигантской саламандры составляет 100 лет. Это уникальное земноводное миллионы лет назад соседствовало с динозаврами и сумело выжить и приспособиться к новым условиям жизни. Гигантская саламандра ведет водный образ жизни, активна в сумерках и ночью, предпочитает холодные и чистые горные ручьи и реки, сырые пещеры и подземные реки. Темно-бурая с более темными расплывчатыми пятнами окраска делает саламандру незаметной на фоне каменистого дна рек. Туловище и большая голова саламандры приплюснуты, хвост, составляющий почти половину всей длины, веслообразный, передние лапы имеют по четыре пальца, а задние – по пять пальцев, глаза без век широко посажены, а ноздри сильно сближены. 

 

Саламандра отличается плохим зрением, что компенсируется отличным обонянием, с помощью которого она находит лягушек, рыб, ракообразных, насекомых, медленно передвигаясь по дну реки. Пищу саламандра добывает, притаившись на дне реки. Резким выпадом головы она захватывает и удерживает жертву челюстями с мелкими зубами. Обмен веществ у саламандры замедленный, что позволяет ей длительное время обходиться без еды.

В августе-сентябре у саламандр наступает период размножения. Самка откладывает икру в горизонтальных норах под водой на глубине до трех метров, что абсолютно не характерно для земноводных. 

 

Икра созревает 60-70 дней при температуре воды около 12°С. При этом, как правило, самец постоянно обеспечивает аэрацию икринок, создавая хвостом ток воды. Личинки имеют в длину около 30 мм, три пары наружных жабр, зачатки конечностей и длинный хвост с широкой плавниковой складкой. Маленькие саламандры постоянно находятся в воде до полутора лет, пока у них окончательно не сформируются легкие, и они смогут выходить на сушу. Но дышать саламандра может и через кожу. В это же время наступает половая зрелость исполинской саламандры. Мясо саламандры гигантской достаточно вкусное и пригодно в пищу, что привело к сокращению популяции животного и занесению его в Красную книгу, как вида, которому угрожает исчезновение.

Поэтому было принято решение о создании в Чжанцзяцзе Центра исследований и воспроизводства китайской гигантской саламандры».

Мэр двухмиллионного города Чжанцзяцзе, понимая какие перспективы городу сулит развитие Центра и связанного с ним предпринимательства, провела совещание с учеными, экономистами, бизнесменами, другими заинтересованными лицами. В работе совещания приняли участие Ли Вэй и П.А. Лукъянов, который был приглашен как научный консультант. 

 

Городские власти проявили заинтересованность в этом проекте. Что это значит по-китайски? Немало. Мэрия выделила в центре города трехэтажное здание, за пользование которым не нужно платить арендную плату, взяла на себя оплату коммунальных платежей. Наполнить здание оборудованием она не может – на это потребуются очень большие деньги. Но страху нет: подготовлена заявка на получение государственной поддержки (гранта). В Китае все делается очень быстро. За время, прошедшее с лета, заявка была рассмотрена и решение о финансировании уже принято. В январе следующего года Центр начнет свою работу. Государственный Фонд поддержки редких видов животных финансирует содержание саламандр.

Себестоимость одной взрослой саламандры – около тысячи долларов. А живет их в биотехнологической ферме аж четыре тысячи штук. Большая цифра, но для прикладных исследований и неинвазивного сбора кожной слизи, содержащей уникальные антибиотики, антиоксиданты и факторы стимуляции роста разнообразных, планируется увеличить поголовье саламандр до трехсот тысяч. Проект получается действительно большим. Он даст работу многим местным жителям, которые могут выращивать до 50-100 особей на крестьянское хозяйство. Кормить их, собирать мукус. Мукус – это специальный секрет, выделяющимся слизистым эпителием, покрывающим тело саламандры. Он постоянно генерируется саламандрой и сбрасывается (смывается) с поверхности тела. 

 

Занятие обещает стать не только денежным, но и полезным для здоровья. Ведь почему обратили внимание на этот мукус? Известно, что сморщенная и сухая кожа – типичный признак старения человека. Потеря эластичности кожи напрямую зависит от содержания в ней коллагена, эластина и гиалуроновой кислоты. А кожа на руках у людей, ухаживающих за саламандрами, – как у детей, – в очень хорошем состоянии. Вот и возникла идея идентифицировать и выделить из мукуса саламандр вещества, благоприятно действующие на кожу, чтобы впоследствии сделать на их основе косметические и лечебные препараты.

Ранее, при создании косметических средств, требовалось убить животное, содрать с него кожу и экстрагировать из нее коллаген. Ли Вэй предположил, что можно делать препараты на основе мукуса. При повреждении тела, вплоть до ампутации конечности, рану закрывает слизь, а содержащиеся в ней вещества включают механизм регенерации. Понятно, что производители косметических препаратов очень заинтересованы в создании кремов, содержащих восстанавливающие кожу вещества, вызывающие омолаживающий эффект. Ну а ученым интересно разобраться в механизме процесса репарации.

Задача оказалась сложной, решение китайские биохимики пока что не нашли, поэтому обратились за консультациями к профессору Лукьянову.

Альбом: Биологи, биотехнологи

Интересно, что в Китае не возбраняется, а даже поощряется совмещение работы ученых из государственных научных учреждений с деятельностью в частных инновационных предприятиях. Там очень эффективно работает программа поддержки малого, в том числе наукоемкого предпринимательства. В упомянутом выше институте химической физики, где, кстати, каждая лаборатория – это прекрасно оснащенный пятиэтажный корпус, П.А Лукъянов беседовал с профессором Ду, заведующим группой биоактивных олигосахаридов. В 2006 году профессор Ду за полгода создал предприятие: построил и оснастил минизавод по производству олигосахаридов хитозана. Практически «с нуля» и на пустом месте. Научная идея состояла в использовании бактериального штамма, который в состоянии «расщепить» молекулу хитозана на фрагменты различной молекулярной массы. Коммерческая составляющая проекта обеспечивалась возможностью привлечь инвестиции достаточного объема или кредитование на льготных условиях. О государственной поддержке можно даже не говорить – она реальна и эффективна, а не существует только на бумаге в виде умных документов, как в ряде известных нам стран. Например, малое предприятие освобождается на три года от налогов, а за аренду офиса в технопарке или даже в центре города компания платит совсем небольшие деньги. Наши соседи о налогообложении малого предпринимательства говорят так: «зачем резать маленького поросенка, подождем, пока вырастет большой кабан».

Китайская академия наук позиционирует себя скорее как научно-инновационную организацию, а не как фундаментальную. В итоге академия наук не только проводит поисковые исследования мирового уровня, но и управляет, часто сообща с местными администрациями, десятками тысяч научно-технических компаний. Коммерциализация всячески поощряется: институтам разрешено заключать контракты на НИОКР, создавать спин-офф компании (дочерняя компания, создаваемая выделением на базе части имущества реорганизуемого юридического лица), лицензировать технологии. Общий оборот аффилированных с Китайской академией наук фирм давно превысил 10 миллиардов долларов. Кроме того, академия открывает специальные исследовательские центры на территории свободных экономических зон и активно инвестирует через венчурные фонды.

Уже не первый год наши политики говорят о переходе к «обществу, основанному на знаниях», а китайцы это общество строят. Возможно, скоро мы узнаем, как оно выглядит.
Интересно, что китайская государственная машина нацелена на строительство конкурентной экономики, оставаясь в рамках коммунистической системы управления. Китайцам удалось то, что пока не реализовалось в нашей стране: бюрократия поставлена на службу общественному развитию.

Ну а что же средство Макропулоса? Оно по-прежнему не найдено. Нужно ли нам жить вечно? Ответ на этот вопрос каждый даст сам. Другое дело – сохранение кожи надолго молодой и здоровой. Вполне вероятно, что ученые смогут решить эту проблему.
А что касается отношений с соседями – у них нужно перенимать лучшее и дружить с ними, тем более что китайские коллеги действительно настроены на сотрудничество с нами.