История кафедры биофизики СПбГПУ

Вице-президент АН СССР Б.П. Константинов

Вице-президент АН СССР
Б.П. Константинов

Кафедра биофизики была образована в Ленинградском политехническом институте на физико-механическом факультете (ФМФ) в 1966 году из кафедры физики изотопов, которая, в свою очередь, была создана вице-президентом АН СССР Борисом Павловичем Константиновым в начале 50-х гг. прошлого века. Кафедра физики изотопов готовила специалистов, востребованных в то время бурно развивающейся ядерной энергетикой. Константинов был мощным генератором идей, крупнейшим естествоиспытателем и организатором науки двадцатого века.

Он всегда руководствовался принципом: «Нет задач, которые нельзя решить, если они не противоречат законам физики». Борис Павлович был убежденным сторонником концепции «большего института», где в тесном общении работают физики всех направлений. Свою концепцию он реализовал и в образовании: на физико-механическом факультете процесс обучения строился по формуле: «университетское образование плюс исследовательский опыт в лучших лабораториях страны».

Первый заведующий кафедрой
биофизики С.Е. Бреслер

В шестидесятых годах Б.П. Константинов, в то время директор Физико-технического института (ФТИ), начинает широкие исследования в области физики плазмы и термоядерных реакций. Он, однако, считал, что в XXI веке энергию будут производить не только АЭС, но и станции, работающие на синтетическом метане, который можно получать из древесного угля. Для этого необходимо научиться выращивать растения, биомасса которых в десятки раз превышала бы природные показатели. Константинов рассчитывал получить такое растение путём селекции ивы, которую еще в царские времена выращивали в Гатчине для оленьего корма. Там и был создан филиал ФТИ, ныне Петербургский институт ядерной физики (ПИЯФ). Он включал в себя агробиологический корпус, состоящий из двух отделов: биологического – для развития молекулярно-генетического направления и агрофизического – для разработки технологий переработки древесной массы в твердое топливо.

Одновременно, начинается подготовка научных кадров для биологического отдела. Константинов говорил, что из биолога невозможно сделать физика, а из физика сделать биофизика довольно просто. Вначале 60-х годов начинается процесс трансформации кафедры физики изотопов в кафедру биофизики. Особую роль в этом сыграл ученик Константинова Семен Ефимович Бреслер, который и возглавил новое направление.

С.Е. Бреслер (слева) и нобелевский
лауреат Ф. Крик (справа), 1958 г.

В это время в научно-популярной прессе стали появляться заметки о нуклеиновых кислотах, хромосомах и белках. Несмотря на то, что слово «генетика» все еще оставалось опальным (это было лысенковское время), тем не менее, о «материальных основах наследственности» уже заговорили. После ХХ съезда КПСС заметно активизировались контакты с мировой наукой. В 1957 г. на симпозиуме в Праге Бреслер знакомится с известными молекулярными биологами Запада, в 1958 г. выступает с докладом в Фарадеевском обществе в Лондоне, где происходит его встреча с Ф. Криком и, наконец, по приглашению нобелевского лауреата Ф. Липмана, в 1960 г. посещает ведущие биофизические лаборатории Америки. Несколько позже, в 1963 г., выходит в свет книга Бреслера «Введение в молекулярную биологию», ставшая первым в СССР учебником для будущих биофизиков.

Профессор В.М. Коликов

Для первых сотрудников лаборатории Бреслера (В.М. Коликов, Ю.Д. Синочкин, В.Н. Рыбчин, Б.С. Мищенко Ю.В. Регель и др.) переход из физики в молекулярную биологию стал шоковым периодом, поскольку мало кто понимал где и как физика стыкуется с биологией. Это было непростое, но очень интересное время. Две первые «биологические» дипломные работы были выполнены А.Л. Тимковским и В.А. Ланцовым, которые с помощью изотопных методов исследовали перенос ДНК в бактериях. После этого каждый год один-два студента защищали дипломную работу по молекулярной биологии, хотя в дипломе по-прежнему стояла специальность - «физика изотопов».

Постепенно на кафедре сложились три исследовательских направления. Первым руководил В.М. Коликов, который сконцентрировал свое внимание на создании новых биомедицинских препаратов, в частности, на антивирусных вакцинах.

Заведующий кафедрой с 1980
по 1999 гг., В.Н. Рыбчин

В последствие эти исследования привели к промышленному производству вакцин против гриппа. Второе направление возглавлял В.Н. Рыбчин: оно было связано с молекулярной генетикой бактериофагов и в дальнейшем трансформировалось в генетическую инженерию. Этому способствовало то, что Рыбчин прошел стажировку в парижской лаборатории Франсуа Жакоба, признанного лидера в области молекулярной генетики. Третье направление, относящееся скорее к прикладным, возглавляли А.П. Перовский и А.Н. Паршин, которые работали над созданием специализированных приборов и установок для биофизических исследований. Процесс подготовки молекулярных биологов из физиков постепенно набирал обороты, и в начале 70-х гг. С.Е. Бреслер добился, чтобы кафедра «Физика изотопов» была переименована в кафедру «Биофизика».

В конце семидесятых годов по инициативе Бреслера на кафедре была создана биохимическая группа, основным направлением которой стало изучение механизмов работы и строения ферментов. Возглавил группу ученик Бреслера, Леонид Михайлович Фирсов. Первым объектом исследований стала глюкоамилаза, фермент катализирующий реакцию гидролиза полимеров глюкозы. Уже в то время глюкоамилаза широко применялась в биотехнологии для производства глюкозо-фруктозных сиропов из крахмала, однако, строение фермента оставалось неизвестными.

Сотрудники кафедры биофизики, 1981 год

Пожалуй, самым важным звеном этого исследования стала кристаллизация глюкоамилазы, что позволило, совместно с американскими исследователями, впервые установить полную пространственную структуру фермента. Несомненно, это было важным событием энзимологии тех дней. Сегодня глюкоамилаза используется при производстве биоэтанола во всем мире.

 

 

 

Особенностью развития биофизики сегодня является быстрый рост новых приграничных направлений, где могут найти себе применение специалисты разного профиля. Однако традиционные формы обучения часто не успевают адаптироваться к требованиям современности. Интеграция науки и высшего образования способствует внедрению новых форм, поскольку значительно расширяет возможности студентов участвовать в научно-исследовательской работе. Используя исторически сложившиеся опыт взаимодействия между ПИЯФ и университетом на кафедре создан совместный научно- образовательный центр (НОЦ) «Биофизика», главной целью которого является вовлечение студентов в научные исследования. Начиная уже с третьего года обучения студенты кафедры получают практические навыки в лабораториях Отдела молекулярной и радиационной биофизики ПИЯФ. Такое взаимодействие помогает успешно справиться с главной задачей: подготовка специалистов, способных успешно решать междисциплинарные задачи, лежащие на стыке разных научных направлений, таких как физика, биология, химия, математика, медицина.