Malayong paghahatid ng gene: pananaliksik ng siyentipiko na si Alexander Gurvich

2024 May -akda: Seth Attwood | [email protected]. Huling binago: 2023-12-16 16:18

Sa huling bahagi ng tagsibol ng 1906, si Alexander Gavrilovich Gurvich, sa kanyang kalagitnaan ng thirties ay isang kilalang siyentipiko, ay na-demobilize mula sa hukbo. Sa panahon ng digmaan sa Japan, nagsilbi siya bilang isang doktor sa rear regiment na nakatalaga sa Chernigov. (Naroon na si Gurvich, sa kanyang sariling mga salita, "tumakas mula sa sapilitang katamaran", ay sumulat at naglalarawan ng "Atlas at sanaysay sa embryology ng mga vertebrates", na nai-publish sa tatlong wika sa susunod na tatlong taon).

Ngayon siya ay aalis kasama ang kanyang batang asawa at maliit na anak na babae para sa buong tag-araw sa Rostov the Great - sa mga magulang ng kanyang asawa. Wala siyang trabaho, at hindi pa rin niya alam kung mananatili siya sa Russia o mag-aabroad muli.

Sa likod ng Faculty of Medicine ng University of Munich, thesis defense, Strasbourg at University of Bern. Ang batang siyentipikong Ruso ay pamilyar na sa maraming mga biologist sa Europa, ang kanyang mga eksperimento ay lubos na pinahahalagahan nina Hans Driesch at Wilhelm Roux. At ngayon - tatlong buwan ng kumpletong paghihiwalay mula sa gawaing pang-agham at pakikipag-ugnayan sa mga kasamahan.

Ngayong tag-init A. G. Sinasalamin ni Gurvich ang tanong, na siya mismo ang nagbalangkas tulad ng sumusunod: "Ano ang ibig sabihin na tinawag ko ang aking sarili na isang biologist, at ano, sa katunayan, ang gusto kong malaman?" Pagkatapos, kung isasaalang-alang ang masusing pinag-aralan at isinalarawan na proseso ng spermatogenesis, dumating siya sa konklusyon na ang kakanyahan ng pagpapakita ng mga nabubuhay na bagay ay binubuo sa mga koneksyon sa pagitan ng magkakahiwalay na mga kaganapan na nangyayari nang sabay-sabay. Tinukoy nito ang kanyang "anggulo ng pananaw" sa biology.

Ang nakalimbag na pamana ni A. G. Gurvich - higit sa 150 siyentipikong papel. Karamihan sa kanila ay nai-publish sa Aleman, Pranses at Ingles, na pag-aari ni Alexander Gavrilovich. Ang kanyang trabaho ay nag-iwan ng maliwanag na marka sa embryology, cytology, histology, histophysiology, general biology. Ngunit marahil ay tama na sabihin na "ang pangunahing direksyon ng kanyang malikhaing aktibidad ay ang pilosopiya ng biology" (mula sa aklat na "Alexander Gavrilovich Gurvich. (1874-1954)". Moscow: Nauka, 1970).

A. G. Si Gurvich noong 1912 ang unang nagpakilala ng konsepto ng "field" sa biology. Ang pag-unlad ng konsepto ng biological field ay ang pangunahing tema ng kanyang trabaho at tumagal ng higit sa isang dekada. Sa panahong ito, ang mga pananaw ni Gurvich sa kalikasan ng biolohikal na larangan ay sumailalim sa malalim na pagbabago, ngunit palagi nilang pinag-uusapan ang larangan bilang isang solong salik na tumutukoy sa direksyon at kaayusan ng mga prosesong biyolohikal.

Hindi na kailangang sabihin, isang malungkot na kapalaran ang naghihintay sa konseptong ito sa susunod na kalahating siglo. Nagkaroon ng maraming haka-haka, ang mga may-akda nito ay nag-aangkin na naiintindihan nila ang pisikal na katangian ng tinatawag na "biofield", may isang taong agad na nagsagawa ng paggamot sa mga tao. Ang ilan ay tumutukoy kay A. G. Gurvich, nang hindi nag-abala sa lahat ng mga pagtatangka na suriin ang kahulugan ng kanyang trabaho. Hindi alam ng nakararami ang tungkol kay Gurvich at, sa kabutihang palad, hindi ito tinukoy, dahil hindi rin sa terminong "biofield" mismo, o sa iba't ibang mga paliwanag ng pagkilos nito ni A. G. Walang kinalaman si Gurvich dito. Gayunpaman, ngayon ang mga salitang "biyolohikal na larangan" ay nagdudulot ng di-disguised na pag-aalinlangan sa mga edukadong interlocutors. Ang isa sa mga layunin ng artikulong ito ay upang sabihin sa mga mambabasa ang totoong kwento ng ideya ng isang biological na larangan sa agham.

Ano ang nagpapagalaw sa mga selula

A. G. Hindi nasisiyahan si Gurvich sa estado ng teoretikal na biology sa simula ng ika-20 siglo. Hindi siya naakit ng mga posibilidad ng pormal na genetika, dahil alam niya na ang problema ng "transmission of heredity" ay sa panimula ay naiiba sa problema ng "pagpapatupad" ng mga katangian sa katawan.

Marahil ang pinakamahalagang gawain ng biology hanggang sa araw na ito ay ang paghahanap para sa isang sagot sa "bata" na tanong: paano ang mga nabubuhay na nilalang sa lahat ng kanilang pagkakaiba-iba ay nagmumula sa isang mikroskopikong bola ng isang cell? Bakit ang mga naghahati na selula ay hindi bumubuo ng walang hugis na bukol na mga kolonya, ngunit kumplikado at perpektong istruktura ng mga organo at tisyu? Sa mekanika ng pag-unlad ng panahong iyon, pinagtibay ang causal-analytical approach na iminungkahi ni W. Ru: ang pag-unlad ng embryo ay natutukoy ng maraming matibay na sanhi-at-epekto na mga relasyon. Ngunit ang diskarte na ito ay hindi sumang-ayon sa mga resulta ng mga eksperimento ni G. Driesch, na nagpatunay na ang mga eksperimento na sanhi ng matalim na paglihis ay maaaring hindi makagambala sa matagumpay na pag-unlad. Kasabay nito, ang mga indibidwal na bahagi ng katawan ay hindi nabuo sa lahat mula sa mga istrukturang iyon na normal - ngunit sila ay nabuo! Sa parehong paraan, sa sariling mga eksperimento ni Gurvich, kahit na may masinsinang sentripugasyon ng mga amphibian na itlog, na lumalabag sa kanilang nakikitang istraktura, ang karagdagang pag-unlad ay nagpatuloy sa wakas - iyon ay, natapos ito sa parehong paraan tulad ng sa mga buo na itlog.

kanin. 1 Mga Pigura A. G. Gurvich mula 1914 - mga eskematiko na larawan ng mga layer ng cell sa neural tube ng isang shark embryo. 1 - inisyal na pagsasaayos ng pagbuo (A), kasunod na pagsasaayos (B) (naka-bold na linya - naobserbahang hugis, putol-putol - ipinapalagay), 2 - inisyal (C) at sinusunod na pagsasaayos (D), 3 - inisyal (E), hinulaang (F) … Ang mga perpendikular na linya ay nagpapakita ng mahabang palakol ng mga cell - "kung bumuo ka ng isang kurba na patayo sa mga cell axes sa isang naibigay na sandali ng pag-unlad, makikita mo na ito ay magkakasabay sa tabas ng isang mas huling yugto ng pag-unlad ng lugar na ito"

A. G. Gurvich ay nagsagawa ng isang istatistikal na pag-aaral ng mitoses (mga dibisyon ng cell) sa mga simetriko na bahagi ng pagbuo ng embryo o indibidwal na mga organo at pinatunayan ang konsepto ng isang "normalizing factor", kung saan lumitaw ang konsepto ng isang larangan. Itinatag ni Gurvich na ang isang solong salik ang kumokontrol sa pangkalahatang larawan ng pamamahagi ng mga mitoses sa mga bahagi ng embryo, nang hindi natukoy ang eksaktong oras at lokasyon ng bawat isa sa kanila. Walang alinlangan, ang premise ng field theory ay nakapaloob sa sikat na formula ng Driesch na "ang inaasahang kapalaran ng isang elemento ay tinutukoy ng posisyon nito sa kabuuan." Ang kumbinasyon ng ideyang ito sa prinsipyo ng normalisasyon ay humahantong kay Gurvich sa isang pag-unawa sa kaayusan sa buhay bilang ang "subordination" ng mga elemento sa isang solong kabuuan - bilang laban sa kanilang "interaksyon". Sa kanyang gawaing "Heredity as a Process of Realization" (1912), sa unang pagkakataon ay binuo niya ang konsepto ng embryonic field - ang morph. Sa katunayan, ito ay isang panukala upang basagin ang mabisyo na bilog: upang ipaliwanag ang paglitaw ng heterogeneity sa mga unang homogenous na elemento bilang isang function ng posisyon ng elemento sa mga spatial na coordinate ng kabuuan.

Pagkatapos nito, nagsimulang maghanap si Gurvich ng isang pagbabalangkas ng batas na naglalarawan sa paggalaw ng mga cell sa proseso ng morphogenesis. Nalaman niya na sa panahon ng pag-unlad ng utak sa mga embryo ng pating, "ang mahabang axes ng mga cell ng panloob na layer ng neural epithelium ay nakatuon sa anumang oras na hindi patayo sa ibabaw ng pagbuo, ngunit sa isang tiyak (15- 20 ') anggulo nito. Ang oryentasyon ng mga anggulo ay natural: kung gumawa ka ng isang curve na patayo sa mga cell axes sa isang naibigay na sandali ng pag-unlad, makikita mo na ito ay magkakasabay sa tabas ng isang mas huling yugto sa pag-unlad ng lugar na ito”(Fig. 1). Tila ang mga cell ay "alam" kung saan sasandal, kung saan mag-inat upang bumuo ng nais na hugis.

Upang ipaliwanag ang mga obserbasyon na ito, A. G. Ipinakilala ni Gurvich ang konsepto ng isang "force surface" na tumutugma sa contour ng huling ibabaw ng rudiment at gumagabay sa paggalaw ng mga cell. Gayunpaman, alam mismo ni Gurvich ang di-kasakdalan ng hypothesis na ito. Bilang karagdagan sa pagiging kumplikado ng matematikal na anyo, hindi siya nasiyahan sa "teleolohiya" ng konsepto (tila ibinababa nito ang paggalaw ng mga cell sa isang hindi umiiral, hinaharap na anyo). Sa kasunod na gawain na "On the concept of embryonic fields" (1922) "ang pangwakas na pagsasaayos ng rudiment ay itinuturing na hindi bilang isang kaakit-akit na ibabaw ng puwersa, ngunit bilang ang equipotential na ibabaw ng patlang na nagmumula sa mga mapagkukunan ng punto." Sa parehong gawain, ang konsepto ng "morphogenetic field" ay ipinakilala sa unang pagkakataon.

Ang tanong ay ibinigay ni Gurvich nang napakalawak at kumpleto na ang anumang teorya ng morphogenesis na maaaring lumitaw sa hinaharap ay, sa esensya, ay isa lamang na uri ng teorya sa larangan.

L. V. Belousov, 1970

Biogenic ultraviolet

"Ang mga pundasyon at ugat ng problema ng mitogenesis ay inilatag sa aking hindi nawawalang interes sa mahimalang phenomenon ng karyokinesis (ganito ang tawag sa mitosis noong kalagitnaan ng huling siglo. - Ed. Note)," isinulat ni A. G. Gurvich noong 1941 sa kanyang autobiographical na mga tala."Mitogenesis" - isang gumaganang termino na ipinanganak sa laboratoryo ng Gurvich at sa lalong madaling panahon ay dumating sa pangkalahatang paggamit, ay katumbas ng konsepto ng "mitogenetic radiation" - napakahina na ultraviolet radiation ng mga tisyu ng hayop at halaman, na nagpapasigla sa proseso ng cell division (mitosis).

A. G. Gurvich ay dumating sa konklusyon na ito ay kinakailangan upang isaalang-alang ang mitoses sa isang buhay na bagay hindi bilang nakahiwalay na mga kaganapan, ngunit sa pinagsama-samang, bilang isang bagay na pinag-ugnay - kung ito ay mahigpit na inayos mitoses ng mga unang yugto ng cleavage ng itlog o tila random na mga mitoses sa mga tisyu ng isang matanda na hayop o halaman. Naniniwala si Gurvich na ang pagkilala lamang sa integridad ng organismo ang magiging posible upang pagsamahin ang mga proseso ng mga antas ng molekular at cellular sa mga topographic na tampok ng pamamahagi ng mga mitoses.

Mula noong simula ng 1920s A. G. Isinasaalang-alang ni Gurvich ang iba't ibang mga posibilidad ng mga panlabas na impluwensya na nagpapasigla sa mitosis. Sa kanyang larangan ng pangitain ay ang konsepto ng mga hormone ng halaman, na binuo noong panahong iyon ng German botanist na si G. Haberlandt. (Naglagay siya ng slurry ng mga durog na selula sa tissue ng halaman at naobserbahan kung paano nagsimulang mas aktibong hatiin ang mga selula ng tissue.) Ngunit hindi malinaw kung bakit ang signal ng kemikal ay hindi nakakaapekto sa lahat ng mga cell sa parehong paraan, bakit, sabihin nating, ang mga maliliit na selula ay higit na nahahati. madalas kaysa sa malalaki. Iminungkahi ni Gurvich na ang buong punto ay nasa istraktura ng ibabaw ng cell: marahil, sa mga batang selula, ang mga elemento sa ibabaw ay nakaayos sa isang espesyal na paraan, paborable para sa pang-unawa ng mga signal, at habang lumalaki ang cell, ang organisasyong ito ay nagambala. (Siyempre, walang konsepto ng mga receptor ng hormone noong panahong iyon.)

Gayunpaman, kung ang palagay na ito ay tama at ang spatial na pamamahagi ng ilang mga elemento ay mahalaga para sa pang-unawa ng signal, ang palagay ay nagmumungkahi sa sarili nito na ang signal ay maaaring hindi kemikal, ngunit pisikal sa kalikasan: halimbawa, radiation na nakakaapekto sa ilang mga istruktura ng cell ang ibabaw ay matunog. Ang mga pagsasaalang-alang na ito ay nakumpirma sa huli sa isang eksperimento na kalaunan ay naging malawak na kilala.

kanin. 2 Induction ng mitosis sa dulo ng ugat ng sibuyas (pagguhit mula sa akdang "Das Problem der Zellteilung physiologisch betrachtet", Berlin, 1926). Mga paliwanag sa teksto

Narito ang isang paglalarawan ng eksperimentong ito, na isinagawa noong 1923 sa Crimean University. Ang naglalabas na ugat (inductor), na konektado sa bombilya, ay pinalakas nang pahalang, at ang dulo nito ay nakadirekta sa meristem zone (iyon ay, sa zone ng paglaganap ng cell, sa kasong ito ay matatagpuan din malapit sa dulo ng ugat. - Ed. Tandaan) ng pangalawang katulad na ugat (detector) naayos patayo. Ang distansya sa pagitan ng mga ugat ay 2-3 mm”(Larawan 2). Sa pagtatapos ng exposure, ang perceiving root ay tiyak na minarkahan, naayos, at pinutol sa isang serye ng mga longitudinal na seksyon na tumatakbo parallel sa medial plane. Ang mga seksyon ay sinuri sa ilalim ng isang mikroskopyo at ang bilang ng mga mitoses ay binibilang sa mga irradiated at control side.

Sa oras na iyon ay alam na na ang pagkakaiba sa pagitan ng bilang ng mga mitoses (karaniwan ay 1000-2000) sa magkabilang kalahati ng dulo ng ugat ay hindi karaniwang lumalampas sa 3-5%. Kaya, "isang makabuluhan, sistematiko, mahigpit na limitado ang preponderance sa bilang ng mga mitoses" sa gitnang zone ng perceiving root - at ito ang nakita ng mga mananaliksik sa mga seksyon - hindi mapag-aalinlanganang nagpatotoo sa impluwensya ng isang panlabas na kadahilanan. Isang bagay na nagmumula sa dulo ng ugat ng inductor ang nagpilit sa mga selula ng ugat ng detector na mas aktibong hatiin (Larawan 3).

Ang karagdagang pananaliksik ay malinaw na nagpakita na ito ay tungkol sa radiation at hindi tungkol sa mga pabagu-bagong kemikal. Ang epekto ay kumalat sa anyo ng isang makitid na parallel beam - sa sandaling ang inducing root ay bahagyang pinalihis sa gilid, ang epekto ay nawala. Nawala rin ito nang may inilagay na glass plate sa pagitan ng mga ugat. Ngunit kung ang plato ay gawa sa kuwarts, ang epekto ay nagpatuloy! Iminungkahi nito na ang radiation ay ultraviolet. Nang maglaon, ang mga hangganan ng parang multo nito ay naitakda nang mas tumpak - 190-330 nm, at ang average na intensity ay tinatantya sa antas ng 300-1000 photons / s bawat square centimeter. Sa madaling salita, ang mitogenetic radiation na natuklasan ni Gurvich ay daluyan at malapit sa ultraviolet na napakababa ng intensity. (Ayon sa modernong data, ang intensity ay mas mababa pa - ito ay nasa pagkakasunud-sunod ng sampu-sampung photon / s bawat square centimeter.)

kanin. 3 Graphic na representasyon ng mga epekto ng apat na eksperimento. Ang positibong direksyon (sa itaas ng abscissa axis) ay nangangahulugang ang preponderance ng mitosis sa irradiated side

Isang natural na tanong: ano ang tungkol sa ultraviolet ng solar spectrum, nakakaapekto ba ito sa paghahati ng cell? Sa mga eksperimento, hindi kasama ang gayong epekto: sa aklat ni A. G. Gurvich at L. D. Gurvich "Mitogenetic radiation" (M., Medgiz, 1945), sa seksyon ng mga rekomendasyong pamamaraan, malinaw na ipinahiwatig na ang mga bintana sa panahon ng mga eksperimento ay dapat sarado, hindi dapat magkaroon ng bukas na apoy at mga mapagkukunan ng mga electric spark sa mga laboratoryo. Bilang karagdagan, ang mga eksperimento ay kinakailangang sinamahan ng mga kontrol. Gayunpaman, dapat tandaan na ang intensity ng solar UV ay makabuluhang mas mataas, samakatuwid, ang epekto nito sa mga buhay na bagay sa kalikasan, malamang, ay dapat na ganap na naiiba.

Ang gawain sa paksang ito ay naging mas masinsinang pagkatapos ng paglipat ng A. G. Gurvich noong 1925 sa Moscow University - siya ay nagkakaisa na nahalal na pinuno ng Kagawaran ng Histology at Embryology ng Faculty of Medicine. Ang mitogenetic radiation ay natagpuan sa yeast at bacterial cells, cleaving egg ng sea urchins at amphibians, tissue cultures, cells ng malignant tumor, nervous (kabilang ang mga nakahiwalay na axon) at muscular system, dugo ng malusog na organismo. Tulad ng makikita mula sa listahan, ang mga non-fissionable tissue ay naglalabas din - tandaan natin ang katotohanang ito.

Ang mga karamdaman sa pag-unlad ng sea urchin larvae na itinatago sa mga selyadong quartz vessel sa ilalim ng impluwensya ng matagal na mitogenetic radiation ng bacterial culture noong 30s ng XX century ay pinag-aralan nina J. at M. Magrou sa Pasteur Institute. (Ngayon, ang mga katulad na pag-aaral sa mga isda at amphibian embryo ay isinasagawa sa biofacies ng Moscow State University ni A. B. Burlakov.)

Ang isa pang mahalagang tanong na ibinangon ng mga mananaliksik sa kanilang sarili sa parehong mga taon: gaano kalayo ang pagkilos ng radiation sa buhay na tisyu? Maaalala ng mambabasa na sa eksperimento sa mga ugat ng sibuyas, isang lokal na epekto ang naobserbahan. Mayroon bang, bukod sa kanya, ay may pangmatagalang aksyon? Upang maitatag ito, ang mga eksperimento ng modelo ay isinagawa: na may lokal na pag-iilaw ng mahahabang tubo na puno ng mga solusyon ng glucose, peptone, nucleic acid, at iba pang biomolecules, ang radiation ay dumami sa tubo. Ang bilis ng pagpapalaganap ng tinatawag na pangalawang radiation ay humigit-kumulang 30 m / s, na nakumpirma ang pagpapalagay tungkol sa radiative-chemical na kalikasan ng proseso. (Sa modernong termino, ang mga biomolecules, sumisipsip ng UV photon, fluoresced, naglalabas ng photon na may mas mahabang wavelength. Ang mga photon naman, ay nagbunga ng kasunod na pagbabagong kemikal.) Sa katunayan, sa ilang mga eksperimento, ang pagpapalaganap ng radiation ay naobserbahan sa buong haba ng isang biyolohikal na bagay (halimbawa, sa mahabang ugat ng parehong busog).

Ipinakita rin ni Gurvich at ng kanyang mga katrabaho na ang mataas na attenuated na ultraviolet radiation ng isang pisikal na pinagmumulan ay nagtataguyod din ng paghahati ng cell sa mga ugat ng sibuyas, tulad ng isang biological inductor.

Ang aming pagbabalangkas ng pangunahing pag-aari ng isang biological na larangan ay hindi kumakatawan sa nilalaman nito ng anumang mga pagkakatulad sa mga larangan na kilala sa pisika (bagaman, siyempre, hindi ito sumasalungat sa kanila).

A. G. Gurvich. Mga Prinsipyo ng Analytical Biology at Cell Field Theory

Ang mga photon ay nagsasagawa

Saan nagmula ang UV radiation sa isang buhay na cell? A. G. Gurvich at mga kasamahan sa kanilang mga eksperimento ay naitala ang spectra ng enzymatic at simpleng inorganic redox reactions. Sa loob ng ilang panahon, ang tanong ng mga mapagkukunan ng mitogenetic radiation ay nanatiling bukas. Ngunit noong 1933, pagkatapos ng paglalathala ng hypothesis ng photochemist na si V. Frankenburger, naging malinaw ang sitwasyon sa pinagmulan ng mga intracellular photon. Naniniwala si Frankenburger na ang pinagmulan ng paglitaw ng mataas na enerhiya na ultraviolet quanta ay bihirang mga pagkilos ng recombination ng mga libreng radical na nangyayari sa panahon ng mga proseso ng kemikal at biochemical at, dahil sa kanilang pambihira, ay hindi nakakaapekto sa pangkalahatang balanse ng enerhiya ng mga reaksyon.

Ang enerhiya na inilabas sa panahon ng recombination ng mga radical ay hinihigop ng mga molekula ng substrate at ibinubuga na may spectrum na katangian ng mga molekulang ito. Ang iskema na ito ay pinino ni N. N. Semyonov (hinaharap na Nobel laureate) at sa form na ito ay kasama sa lahat ng kasunod na mga artikulo at monographs sa mitogenesis. Ang modernong pag-aaral ng chemiluminescence ng mga buhay na sistema ay nakumpirma ang kawastuhan ng mga pananaw na ito, na karaniwang tinatanggap ngayon. Narito ang isang halimbawa lamang: fluorescent protein studies.

Siyempre, ang iba't ibang mga bono ng kemikal ay nasisipsip sa protina, kabilang ang mga peptide bond - sa gitnang ultraviolet (pinaka matindi - 190-220 nm). Ngunit para sa pag-aaral ng fluorescence, ang mga aromatic amino acid, lalo na ang tryptophan, ay may kaugnayan. Mayroon itong maximum na pagsipsip sa 280 nm, phenylalanine sa 254 nm, at tyrosine sa 274 nm. Sumisipsip ng ultraviolet quanta, ang mga amino acid na ito ay naglalabas ng mga ito sa anyo ng pangalawang radiation - natural, na may mas mahabang wavelength, na may spectrum na katangian ng isang partikular na estado ng protina. Bukod dito, kung hindi bababa sa isang tryptophan residue ay naroroon sa protina, pagkatapos lamang ito ay fluoresce - ang enerhiya na hinihigop ng tyrosine at phenylalanine residues ay muling ipinamamahagi dito. Ang fluorescence spectrum ng tryptophan residue ay lubos na nakasalalay sa kapaligiran - kung ang nalalabi ay, halimbawa, malapit sa ibabaw ng globule o sa loob, atbp., at ang spectrum na ito ay nag-iiba sa 310-340 nm band.

A. G. Ipinakita ni Gurvich at ng kanyang mga katrabaho sa mga eksperimento ng modelo sa peptide synthesis na ang mga proseso ng chain na kinasasangkutan ng mga photon ay maaaring humantong sa cleavage (photodissociation) o synthesis (photosynthesis). Ang mga reaksyon ng photodissociation ay sinamahan ng radiation, habang ang mga proseso ng photosynthesis ay hindi naglalabas.

Ngayon ay naging malinaw kung bakit ang lahat ng mga cell ay naglalabas, ngunit sa panahon ng mitosis - lalo na malakas. Ang proseso ng mitosis ay masinsinang enerhiya. Bukod dito, kung sa isang lumalagong cell ang akumulasyon at paggasta ng enerhiya ay nagpapatuloy na kahanay sa mga proseso ng assimilative, kung gayon sa panahon ng mitosis ang enerhiya na nakaimbak ng cell sa interphase ay natupok lamang. Mayroong isang disintegration ng mga kumplikadong intracellular na istruktura (halimbawa, ang shell ng nucleus) at nakakaubos ng enerhiya na nababaligtad na paglikha ng mga bago - halimbawa, chromatin supercoils.

A. G. Si Gurvich at ang kanyang mga kasamahan ay nagsagawa din ng trabaho sa pagpaparehistro ng mitogenetic radiation gamit ang mga photon counter. Bilang karagdagan sa laboratoryo ng Gurvich sa Leningrad IEM, ang mga pag-aaral na ito ay nasa Leningrad din, sa Phystech sa ilalim ng A. F. Ioffe, pinangunahan ni G. M. Frank, kasama ng mga physicist na si Yu. B. Khariton at S. F. Rodionov.

Sa Kanluran, ang mga kilalang espesyalista tulad ng B. Raevsky at R. Oduber ay nakikibahagi sa pagpaparehistro ng mitogenetic radiation gamit ang mga tubo ng photomultiplier. Dapat din nating alalahanin si G. Barth, isang estudyante ng sikat na physicist na si W. Gerlach (tagapagtatag ng quantitative spectral analysis). Nagtrabaho si Barth ng dalawang taon sa laboratoryo ng A. G. Gurvich at ipinagpatuloy ang kanyang pananaliksik sa Alemanya. Nakatanggap siya ng maaasahang positibong resulta na nagtatrabaho sa mga pinagmumulan ng biyolohikal at kemikal, at bilang karagdagan, gumawa ng mahalagang kontribusyon sa pamamaraan para sa pag-detect ng ultra-mahina na radiation. Nagsagawa si Barth ng paunang pag-calibrate ng sensitivity at pagpili ng mga photomultiplier. Ngayon, ang pamamaraang ito ay ipinag-uutos at nakagawian para sa lahat na sumusukat sa mahihinang luminous flux. Gayunpaman, tiyak na ang pagpapabaya nito at ilang iba pang kinakailangang mga kinakailangan ang hindi nagpapahintulot sa isang bilang ng mga mananaliksik bago ang digmaan na makakuha ng mga nakakumbinsi na resulta.

Ngayon, ang kahanga-hangang data sa pagpaparehistro ng superweak na radiation mula sa mga biological na mapagkukunan ay nakuha sa International Institute of Biophysics (Germany) sa ilalim ng pamumuno ni F. Popp. Gayunpaman, ang ilan sa kanyang mga kalaban ay may pag-aalinlangan tungkol sa mga gawaing ito. May posibilidad silang maniwala na ang mga biophoton ay mga metabolic by-product, isang uri ng magaan na ingay na walang biological na kahulugan. "Ang paglabas ng liwanag ay isang ganap na natural at maliwanag na kababalaghan na kasama ng maraming kemikal na reaksyon," ang pagbibigay-diin ng physicist na si Rainer Ulbrich ng University of Göttingen. Tinatasa ng biologist na si Gunther Rothe ang sitwasyon sa sumusunod na paraan: "Ang mga biophoton ay umiral nang walang pag-aalinlangan - ngayon ito ay malinaw na kinumpirma ng napaka-sensitibong mga aparato sa pagtatapon ng modernong pisika. Tulad ng para sa interpretasyon ni Popp (pinag-uusapan natin ang katotohanan na ang mga chromosome ay naglalabas umano ng magkakaugnay na mga photon. - Tala ng editor), ito ay isang magandang hypothesis, ngunit ang iminungkahing pang-eksperimentong kumpirmasyon ay hindi pa rin ganap na sapat upang makilala ang bisa nito. Sa kabilang banda, dapat nating isaalang-alang na napakahirap makakuha ng ebidensya sa kasong ito, dahil, una, ang intensity ng photon radiation na ito ay napakababa, at pangalawa, ang mga klasikal na pamamaraan ng pag-detect ng laser light na ginagamit sa physics ay mahirap mag-apply dito."

Sa mga biyolohikal na akdang inilathala mula sa iyong bansa, walang higit na nakakaakit sa atensyon ng siyentipikong mundo kaysa sa iyong gawa.

Mula sa isang liham mula kay Albrecht Bethe na may petsang 1930-08-01 kay A. G. Gurvich

Kinokontrol na hindi balanse

Regulatory phenomena sa protoplasm A. G. Nagsimulang mag-isip-isip si Gurvich pagkatapos ng kanyang maagang mga eksperimento sa centrifuging fertilized na mga itlog ng amphibian at echinoderms. Pagkalipas ng halos 30 taon, kapag naiintindihan ang mga resulta ng mga eksperimento sa mitogenetic, ang paksang ito ay nakatanggap ng isang bagong impetus. Kumbinsido si Gurvich na ang pagsusuri sa istruktura ng isang materyal na substrate (isang hanay ng mga biomolecules) na tumutugon sa mga panlabas na impluwensya, anuman ang estado ng pagganap nito, ay walang kahulugan. A. G. Binubalangkas ni Gurvich ang physiological theory ng protoplasm. Ang kakanyahan nito ay ang mga buhay na sistema ay may isang tiyak na molekular na kagamitan para sa pag-iimbak ng enerhiya, na sa panimula ay hindi balanse. Sa isang pangkalahatang anyo, ito ay isang pag-aayos ng ideya na ang isang pag-agos ng enerhiya ay kinakailangan para sa katawan hindi lamang para sa paglaki o trabaho, ngunit pangunahin upang mapanatili ang estado na tinatawag nating buhay.

Ang mga mananaliksik ay nakakuha ng pansin sa katotohanan na ang isang pagsabog ng mitogenetic radiation ay kinakailangang maobserbahan kapag ang daloy ng enerhiya ay limitado, na nagpapanatili ng isang tiyak na antas ng metabolismo ng buhay na sistema. (Sa pamamagitan ng "paglilimita sa daloy ng enerhiya" ay dapat na maunawaan ang isang pagbawas sa aktibidad ng mga sistema ng enzymatic, pagsugpo sa iba't ibang mga proseso ng transmembrane transport, isang pagbawas sa antas ng synthesis at pagkonsumo ng mga high-energy compound - iyon ay, anumang mga proseso na magbigay ng enerhiya sa cell - halimbawa, na may reversible cooling ng isang bagay o may banayad na kawalan ng pakiramdam.) Gurvich formulated ang konsepto ng lubhang labile molecular formations na may mas mataas na potensyal ng enerhiya, nonequilibrium sa kalikasan at pinagsama ng isang karaniwang function. Tinawag niya silang non-equilibrium molecular constellations (NMCs).

A. G. Naniniwala si Gurvich na ang pagkawatak-watak ng NMC, ang pagkagambala ng organisasyon ng protoplasm, ang nagdulot ng pagsabog ng radiation. Dito marami siyang pagkakatulad sa mga ideya ni A. Szent-Györgyi tungkol sa paglipat ng enerhiya kasama ang pangkalahatang antas ng enerhiya ng mga complex ng protina. Ang mga katulad na ideya para sa pagpapatunay ng likas na katangian ng "biophotonic" radiation ay ipinahayag ngayon ni F. Popp - tinawag niya ang mga migrating excitation regions na "polaritons". Mula sa pananaw ng pisika, walang kakaiba dito. (Alin sa mga kasalukuyang kilalang intracellular na istruktura ang maaaring angkop para sa papel ng NMC sa teorya ni Gurvich - iiwan namin ang intelektwal na pagsasanay na ito sa mambabasa.)

Ipinakita rin sa eksperimento na ang radiation ay nangyayari din kapag ang substrate ay mekanikal na naiimpluwensyahan ng sentripugasyon o ang paggamit ng mahinang boltahe. Ginawa nitong posible na sabihin na ang NMC ay nagtataglay din ng spatial na pag-order, na nabalisa kapwa ng mekanikal na impluwensya at ng limitasyon ng daloy ng enerhiya.

Sa unang sulyap, kapansin-pansin na ang NMC, na ang pagkakaroon nito ay nakasalalay sa pag-agos ng enerhiya, ay halos kapareho sa mga dissipative na istruktura na lumitaw sa mga thermodynamically nonequilibrium system, na natuklasan ng Nobel laureate I. R. Prigogine. Gayunpaman, ang sinumang nag-aral ng gayong mga istraktura (halimbawa, ang reaksyon ng Belousov - Zhabotinsky) ay alam na alam na hindi sila muling ginawa nang eksakto mula sa karanasan hanggang sa karanasan, kahit na ang kanilang pangkalahatang katangian ay napanatili. Bilang karagdagan, sila ay lubhang sensitibo sa kaunting pagbabago sa mga parameter ng isang kemikal na reaksyon at mga panlabas na kondisyon. Ang lahat ng ito ay nangangahulugan na dahil ang mga buhay na bagay ay mga non-equilibrium formations din, hindi nila mapapanatili ang natatanging dinamikong katatagan ng kanilang organisasyon dahil lamang sa daloy ng enerhiya. Ang isang solong kadahilanan ng pag-order ng system ay kinakailangan din. Ang salik na ito A. G. Tinawag itong biological field ni Gurvich.

Sa maikling buod, ganito ang hitsura ng huling bersyon ng teoryang larangan ng biyolohikal (cellular). Ang field ay may vector, hindi isang puwersa, na karakter. (Tandaan: ang force field ay isang rehiyon ng espasyo, sa bawat punto kung saan kumikilos ang isang partikular na puwersa sa isang test object na inilagay dito; halimbawa, isang electromagnetic field. Ang vector field ay isang rehiyon ng espasyo, sa bawat punto kung saan ang isang tiyak na vector ay ibinibigay, halimbawa, ang mga vector ng bilis ng mga particle sa isang gumagalaw na likido.) Ang mga molekula na nasa isang nasasabik na estado at sa gayon ay may labis na enerhiya ay nahuhulog sa ilalim ng pagkilos ng field ng vector. Nakakakuha sila ng isang bagong oryentasyon, deform o lumipat sa field hindi dahil sa enerhiya nito (iyon ay, hindi sa parehong paraan tulad ng nangyayari sa isang sisingilin na particle sa isang electromagnetic field), ngunit gumagastos ng kanilang sariling potensyal na enerhiya. Ang isang makabuluhang bahagi ng enerhiya na ito ay na-convert sa kinetic energy; kapag ang labis na enerhiya ay ginugol at ang molekula ay bumalik sa isang hindi nasasabik na estado, ang epekto ng patlang dito ay titigil. Bilang isang resulta, ang spatio-temporal na pag-order ay nabuo sa cellular field - nabuo ang NMC, na nailalarawan sa pamamagitan ng pagtaas ng potensyal ng enerhiya.

Sa isang pinasimpleng anyo, maaaring linawin ito ng sumusunod na paghahambing. Kung ang mga molecule na gumagalaw sa cell ay mga kotse, at ang kanilang sobrang enerhiya ay gasolina, kung gayon ang biological field ay bumubuo ng kaluwagan ng lupain kung saan nagmamaneho ang mga kotse. Ang pagsunod sa "relief", ang mga molekula na may katulad na mga katangian ng enerhiya ay bumubuo ng NMC. Sila, tulad ng nabanggit na, ay nagkakaisa hindi lamang ng masigla, kundi pati na rin ng isang karaniwang pag-andar, at umiiral, una, dahil sa pag-agos ng enerhiya (ang mga kotse ay hindi maaaring pumunta nang walang gasolina), at pangalawa, dahil sa pag-order ng aksyon ng biological field. (off-road hindi dadaan ang sasakyan). Ang mga indibidwal na molekula ay patuloy na pumapasok at umaalis sa NMC, ngunit ang buong NMC ay nananatiling matatag hanggang sa magbago ang halaga ng daloy ng enerhiya na nagpapakain dito. Sa isang pagbaba sa halaga nito, ang NMC ay nabubulok, at ang enerhiya na nakaimbak dito ay inilabas.

Ngayon, isipin na sa isang tiyak na lugar ng buhay na tisyu, ang pag-agos ng enerhiya ay nabawasan: ang pagkabulok ng NMC ay naging mas matindi, samakatuwid, ang intensity ng radiation ay tumaas, ang mismong kumokontrol sa mitosis. Siyempre, ang mitogenetic radiation ay malapit na nauugnay sa larangan - kahit na hindi ito bahagi nito! Tulad ng naaalala natin, sa panahon ng pagkabulok (dissimilation), ang labis na enerhiya ay ibinubuga, na hindi pinakilos sa NMC at hindi kasama sa mga proseso ng synthesis; tiyak dahil sa karamihan ng mga cell ang mga proseso ng asimilasyon at dissimilation ay nangyayari nang sabay-sabay, bagaman sa iba't ibang proporsyon, ang mga selula ay may katangian na mitogenetic na rehimen. Ang parehong ay ang kaso sa mga daloy ng enerhiya: ang patlang ay hindi direktang nakakaapekto sa kanilang intensity, ngunit, na bumubuo ng isang spatial na "relief", ay maaaring epektibong umayos ang kanilang direksyon at pamamahagi.

A. G. Nagtrabaho si Gurvich sa huling bersyon ng teorya sa larangan sa panahon ng mahihirap na taon ng digmaan. Ang "Theory of the biological field" ay nai-publish noong 1944 (Moscow: Soviet Science) at sa kasunod na edisyon sa French - noong 1947. Ang teorya ng cellular biological field ay nagdulot ng pagpuna at hindi pagkakaunawaan kahit na sa mga tagasuporta ng nakaraang konsepto. Ang kanilang pangunahing pagsisi ay na si Gurvich ay diumano'y tinalikuran ang ideya ng kabuuan, at bumalik sa prinsipyo ng pakikipag-ugnayan ng mga indibidwal na elemento (iyon ay, ang mga larangan ng mga indibidwal na selula), na siya mismo ay tinanggihan. Sa artikulong "Ang konsepto ng" buo "sa liwanag ng teorya ng cellular field" (Koleksyon "Gumagana sa mitogenesis at ang teorya ng biological field." Ipinapakita ni Gurvich na hindi ito ang kaso. Dahil ang mga patlang na nabuo ng mga indibidwal na mga cell ay lumampas sa kanilang mga limitasyon, at ang mga field vectors ay summed sa anumang punto sa espasyo ayon sa mga patakaran ng geometric na karagdagan, ang bagong konsepto ay nagpapatunay sa konsepto ng isang "aktwal" na patlang. Ito ay, sa katunayan, isang dinamikong integral na larangan ng lahat ng mga selula ng isang organ (o organismo), na nagbabago sa paglipas ng panahon at nagtataglay ng mga katangian ng isang kabuuan.

Mula noong 1948, ang aktibidad na pang-agham ng A. G. Pinipilit si Gurvich na mag-concentrate pangunahin sa theoretical sphere. Matapos ang sesyon ng Agosto ng All-Union Agricultural Academy, hindi niya nakita ang pagkakataon na magpatuloy sa pagtatrabaho sa Institute of Experimental Medicine ng Russian Academy of Medical Sciences (ang direktor kung saan siya ay naging mula noong itinatag ang institute noong 1945) at noong unang bahagi ng Setyembre ay nag-apply sa Presidium ng Academy para sa pagreretiro. Sa mga huling taon ng kanyang buhay, sumulat siya ng maraming mga gawa sa iba't ibang aspeto ng biological field theory, theoretical biology at biological research methodology. Itinuring ni Gurvich ang mga gawang ito bilang mga kabanata ng isang libro, na inilathala noong 1991 sa ilalim ng pamagat na "Principles of Analytical Biology and Theory of Cell Fields" (Moscow: Nauka).

Ang mismong pagkakaroon ng isang buhay na sistema ay, mahigpit na pagsasalita, ang pinakamalalim na problema, kung ihahambing sa kung saan ang paggana nito ay nananatili o dapat manatili sa mga anino.

A. G. Gurvich. Histological pundasyon ng biology. Jena, 1930 (sa German)

Empatiya nang walang pag-unawa

Ang mga gawa ni A. G. Ang Gurvich sa mitogenesis bago ang World War II ay napakapopular sa ating bansa at sa ibang bansa. Sa laboratoryo ng Gurvich, ang mga proseso ng carcinogenesis ay aktibong pinag-aralan, lalo na, ipinakita na ang dugo ng mga pasyente ng kanser, hindi katulad ng dugo ng mga malulusog na tao, ay hindi isang mapagkukunan ng mitogenetic radiation. Noong 1940 A. G. Si Gurvich ay iginawad sa State Prize para sa kanyang trabaho sa mitogenetic na pag-aaral ng problema ng kanser. Ang mga konsepto ng "field" ni Gurvich ay hindi kailanman nasiyahan sa malawak na katanyagan, bagaman sila ay palaging pumukaw ng matinding interes. Ngunit ang interes na ito sa kanyang trabaho at mga ulat ay madalas na nananatiling mababaw. A. A. Lyubishchev, na palaging tinatawag ang kanyang sarili na isang mag-aaral ng A. G. Gurvich, inilarawan ang saloobin na ito bilang "pagkasimpatiya nang walang pag-unawa."

Sa ating panahon, ang pakikiramay ay napalitan ng poot. Isang makabuluhang kontribusyon sa siraan ang mga ideya ni A. G. Si Gurvich ay ipinakilala ng ilang mga magiging tagasunod na nagbigay-kahulugan sa mga kaisipan ng siyentipiko "ayon sa kanilang sariling pang-unawa." Ngunit ang pangunahing bagay ay hindi kahit na. Ang mga ideya ni Gurvich ay natagpuan ang kanilang mga sarili sa gilid ng landas na tinahak ng "orthodox" na biology. Matapos ang pagtuklas ng double helix, ang mga bago at kaakit-akit na pananaw ay lumitaw sa harap ng mga mananaliksik. Ang chain na "gene - protein - sign" ay naaakit sa pagiging konkreto nito, na tila kadalian ng pagkuha ng isang resulta. Naturally, ang molecular biology, molecular genetics, biochemistry ay naging mainstream, at ang mga non-genetic at non-enzymatic na proseso ng pagkontrol sa mga sistema ng buhay ay unti-unting itinulak sa paligid ng agham, at ang kanilang mismong pag-aaral ay nagsimulang ituring na isang kahina-hinala, walang kabuluhang trabaho.

Para sa modernong physicochemical at molekular na sangay ng biology, ang pag-unawa sa integridad ay dayuhan, na sinabi ni A. G. Itinuring ni Gurvich ang pangunahing pag-aari ng mga nabubuhay na bagay. Sa kabilang banda, ang dismemberment ay halos katumbas ng pagkuha ng bagong kaalaman. Ang kagustuhan ay ibinibigay sa pananaliksik sa kemikal na bahagi ng phenomena. Sa pag-aaral ng chromatin, ang diin ay inilipat sa pangunahing istraktura ng DNA, at dito mas gusto nilang makita ang pangunahing gene. Bagaman pormal na kinikilala ang disequilibrium ng mga biological na proseso, walang nagtatalaga dito ng isang mahalagang papel: ang napakaraming mga gawa ay naglalayong makilala sa pagitan ng "itim" at "puti", ang pagkakaroon o kawalan ng protina, ang aktibidad o kawalan ng aktibidad ng isang gene. (It is not for nothing that thermodynamics among students of biological universities is one of the most unloved and poorly perceived branches of physics.) Ano ang nawala sa atin sa kalahating siglo pagkatapos ng Gurvich, gaano kalaki ang mga pagkalugi - ang sagot ay ipo-prompt ng kinabukasan ng agham.

Marahil, ang biology ay hindi pa nakakapag-assimilate ng mga ideya tungkol sa pangunahing integridad at kawalan ng balanse ng mga buhay na bagay, tungkol sa isang solong prinsipyo ng pag-order na nagsisiguro sa integridad na ito. At marahil ang mga ideya ni Gurvich ay nasa unahan pa rin, at ang kanilang kasaysayan ay nagsisimula pa lamang.

O. G. Gavrish, kandidato ng biological sciences