• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
1112
Академик Кнорре – человек будущего
Биология

Академик Кнорре – человек будущего

28 июля 2021 г. на здании новосибирского Института химической биологии и фундаментальной медицины СО РАН торжественно открыта мемориальная доска с изображением его основателя, академика Д. Г. Кнорре – в этот день ему исполнилось бы 95 лет. За спиной ученого – силуэты столь любимых и исхоженных им алтайских гор, а вместо лавра доску украшают не менее любимые олигонуклеотиды – короткие фрагменты ДНК, способные благодаря природному механизму молекулярного «узнавания» целенаправленно воздействовать на конкретный ген

Широкой публике имя академика Кнорре не слишком известно, чего нельзя сказать о научном сообществе. Для сегодняшних студентов и аспирантов Кнорре – это «человек-учебник», автор выдержавших не одно издание бестселлеров по физической и биологической химии, по которым училось несколько поколений научной молодежи. Для коллег и учеников – руководитель и учитель, умевший в условиях жесткой дисциплины предоставить своим подопечным неограниченную творческую свободу. Для отечественной и мировой науки – «отец» молекулярной биологии за Уралом и основатель научной школы, где родилось революционное направление – комплементарно-адресованная модификация нуклеиновых кислот.

Научный руководитель ИХБФМ СО РАН, академик В. В. Власов:
Перечислять заслуги Дмитрия Георгиевича придется очень долго. Когда он приехал в Сибирь, о таких понятиях, как молекулярная биология и биотехнологии, даже не слышали. Когда буквально на пустом месте стали строить Академгородок, в нем сначала появились институты физического и химического направлений. Дмитрий Георгиевич, тогда молодой столичный ученый-физхимик, приехал сюда со стремлением заняться совершенно новым направлением в науке – ​молекулярной биологией.
В результате он создал первый за Уралом институт этого профиля – ​Новосибирский институт биоорганической химии (современное название – Институт химической биологии и фундаментальной биологии), которому в то время по потенциалу не было равных. За 17 лет на посту декана факультета естественных наук Новосибирского государственного университета он полностью перестроил систему обучения студентов и создал базу для подготовки специалистов высшей квалификации, работающих на стыке химии, биологии и медицины.
Он также является основоположником одного из самых перспективных направлений в современной фармацевтике. Работы, начатые в Сибири еще в 1960-х гг., привели к созданию совершенно новых классов терапевтических препаратов, в том числе знаменитых вакцин на основе РНК

Давняя мечта медиков – иметь в своем распоряжении вещества, которые действовали бы на конкретные гены, т. е. на первопричину многих болезней. Ведь на основе таких веществ можно создавать лекарственные препараты – настоящие «волшебные пули», способные поражать наследственный материал различных инфекционных агентов, не принося вреда организму человека, а также подавлять активность онкогенов, ответственных за злокачественный рост клеток. Создание подобных веществ, направленно воздействующих на генетический материал, – одна из главных задач молекулярной биологии.

Д. Г. Кнорре (в первом ряду) с первыми сотрудниками своей лаборатории химии природных полимеров. 1962 г.

Но каким образом можно изменить нужную генетическую программу? Ведь все гены имеют сходные химический состав и структуру: различия между ними сводятся лишь к порядку чередования всего лишь четырех молекулярных блоков – нуклеотидов A, T, G, C. Чтобы воздействовать на определенный ген, молекула вещества должна каким-то образом распознать эту нуклеотидную последовательность – задача, на первый взгляд, неразрешимая.

Сотрудники Института органической химии СО АН СССР (Новосибирск) Н. И. Гринева и Д. Г. Кнорре сформулировали идею направленного воздействия на гены с помощью олигонуклеотидов – фрагментов нуклеиновых кислот, «вооруженных» специальными химическими группами. Первую работу сибирские химики опубликовали в 1967 г. – именно эта дата и считается сегодня официальной датой возникновения нового направления в молекулярной биологии и фармакологии.

Начинать этот смелый проект пришлось практически с нуля, поскольку тогда еще не умели синтезировать олигонуклеотиды в заметных количествах; не было приборов, необходимых для работы с малыми количествами нуклеиновых кислот, эффективной методики определения их последовательности. Решить эти проблемы удалось благодаря междисциплинарности – одному из принципов, положенных в основу деятельности Сибирского отделения Академии наук.

Присоединение химической реакционноспособной группы к олигонуклеотиду превращает его в препарат направленного действия. За счет олигонуклеотидной части структуры он избирательно связывается с нуклеиновой кислотой, а присоединенная химическая группа, в зависимости от ее природы, отвечает за разрушение этой кислоты или ее модификацию. Немодифицированный олигонуклеотид, связавшись с нуклеиновой кислотой, также может оказывать воздействие на ее функции. Например, образовывать с мРНК, представляющей собой «матрицу» для построения белка, такие прочные комплексы, что синтез белка с этой мРНК полностью подавляется

Научный руководитель Института цитологии и генетики СО РАН, академик Н. А. Колчанов:
Одной из особенностей Дмитрия Георгиевича было то, что он обладал огромным количеством знаний из самых разных областей науки, включая глубокое знание аппарата математической физики. Он был человеком будущего, уже 70 лет назад использовал междисциплинарные подходы, которые являются основой современной науки. Он мог выбрать самые разные применения своим знаниям, но выбрал нуклеиновые кислоты, что неудивительно – мы живем в «век ДНК»

Эксперименты показали, что олигонуклеотиды действительно взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами с высокой степенью избирательности. В случае, когда к ним присоединены реакционноспособные группы, происходит направленная химическая модификация мишеней. Также впервые было продемонстрировано, что с помощью этих соединений можно подавить вирусные инфекции у животных, а также доказана возможность введения их в организм через кожу и слизистые оболочки.

Ранние публикации, посвященные биологическим эффектам, производимым олигонуклеотидами, вызвали огромный интерес специалистов во всем мире. В 1988 г. в Академгородке был проведен первый в мире симпозиум по ген-направленным веществам на основе фрагментов нуклеиновых кислот. В работу по созданию подобных препаратов включились ученые США, Франции, а затем и других стран; возникли десятки компаний, поставивших перед собой цель создать терапевтические препараты на основе олигонуклеотидов.

В 2016 г. академик Д. Г. Кнорре отметил свое 90-летие

Директор Института катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, член-корреспондент РАН В. И. Бухтияров:
Когда, несколько лет назад, я работал главным ученым секретарем СО РАН, с проверкой в ИХБФМ приехал замминистра С. В. Сальников. Мы посетили институт в субботу – нерабочий день. Нас принял директор института В. В. Власов, а затем мы пошли по институту, посмотреть, что и как. В одной из комнат обнаружили молодого аспиранта, и Сальников начал его пытать по техническим вопросам, а потом спросил: «А почему ты в субботу в институте?» Аспирант ответил, что у него есть интересная работа, сегодня здесь тихо и он может спокойно заниматься своим экспериментом. Вспомнили мы тогда роман Стругацких «Понедельник начинается в субботу», пошли дальше. Уже на выходе встретили человека, который приехал в институт из-за рубежа, Сальников его останавливает и снова спрашивает: «А ты почему в субботу пришел?». Тот отвечает – так я только приехал, работать надо! Потом, уже на крыльце, мы столкнулись с Дмитрием Георгиевичем, который поднимался по ступенькам с рюкзачком. Сальников сначала поднял руку – спросить, какого черта все прутся на работу в субботу, а потом просто махнул рукой и сказал: да, это хороший институт

Сейчас разработку и синтез олигонуклеотидов и их аналогов ведут большие исследовательские и научно-производственные коллективы. Разработаны и синтезированы десятки новых видов, химически модифицированных олигонуклеотидов, идут испытания ряда противовирусных и противовоспалительных препаратов, полученных на их основе. Используя в качестве базовых структур для создания ген-направленных биологически активных веществ короткие фрагменты нуклеиновых кислот, можно достаточно быстро разработать и внедрить в производство специфические лекарственные препараты практически против любого вирусного патогена. У этого универсального подхода большое будущее.

Мемориал Дмитрия Георгиевича расположен прямо рядом с окном его кабинета, где он проработал многие годы. Как сказала на его открытии ученица Кнорре, академик О. И. Лаврик, «институт был для него главным делом. Созданию этого института и воспитанию для него кадров он отдал свое сердце».

Публикации по теме:

Рецепт «второго дыхания» от академика Кнорре (scfh.ru)

Лекарство для генов (scfh.ru)

Комплементарные здоровью. Прошлое, настоящее и будущее антисмысловых технологий (scfh.ru)

Волшебные пули (scfh.ru)

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!