100 лет биофизике в Московском Университете

Российская биофизика формировалась в среде выдающихся русских ученых начала прошлого века - физиков, биологов, медиков, тесно связанных с Московским университетом. Среди них были К.А.Тимирязев, И.М.Сеченов, Н.К.Кольцов, В.И.Вернадский, П.Н.Лебедев, Н.А.Умов, П.П.Лазарев, позднее - С.И.Вавилов, А.Л.Чижевский, Э.Бауэр, Н.В.Тимофеев-Ресовский, Г.М.Франк и многие другие. Первые семинары по биофизике, посвященные проблемам фотосинтеза, зрения, нервной возбудимости, проходили 100 лет назад в физической лаборатории Императорского Московского университета, во главе которой стоял выдающийся физик П.Н.Лебедев. Первый в России лекционный курс под названием "Биофизика" был прочитан для врачей при клинике Московского университета в 1922 году П.П.Лазаревым, в 1917 году избранным академиком по представлению И.П.Павлова. П.П.Лазарев по окончании медицинского факультета Московского университета работал в физической лаборатории своего учителя и в 1912 году ее возглавил.

Осенью 1959 года на физическом факультете Московского университета по инициативе ректора МГУ академика И.Г.Петровского, Нобелевских лауреатов академиков И.Е.Тамма и Н.Н.Семенова, при участии студентов и декана физического факультета профессора В.С.Фурсова была создана первая в мире кафедра биофизики, которая начала готовить из физиков специалистов-биофизиков. Основателем кафедры, возглавлявшим ее в течение 30 лет, был Л.А.Блюменфельд (1921 - 2002).

В штате кафедры биофизики, как и в течение многих лет, состоит 20 человек. За 45 лет существования кафедры подготовлено около 800 специалистов. В настоящее время на кафедре биофизики на 1 - 6 курсах обучается 130 студентов, в том числе по специальности "медицинская физика" - 14 студентов. Спецкурсов на сегодняшний день насчитывается 30 (их число удвоилось за 10 лет). Биофизический спецпрактикум включает 17 задач.

В масштабах физического факультета кафедра биофизики небольшая, но исторически сложилось так, что исследованиями ее сотрудников перекрывается значительная область фундаментальной и прикладной биофизики. Значительные достижения имеются в области изучения физических механизмов преобразования энергии в биологических системах, радиоспектроскопии биологических объектов, физики ферментативного катализа, биофизики мембран, исследования водных растворов биомакромолекул, изучения процессов самоорганизации в биологических и модельных системах, регуляции основных биологических процессов, в области медицинской биофизики, нано- и биоэлектроники и т.д.

За почти полувековое существование кафедра вместе со своими выпускниками, работающими в академических институтах и за рубежом, сформировала ведущую отечественную и международную научную биофизическую школу. В историческом аспекте к наиболее значимым можно отнести следующие ее достижения, внесшие существенный вклад в российскую и мировую науку:

" Введение в практику биологических исследований магнитной спектроскопии - метода электронного парамагнитного резонанса (Л.А.Блюменфельд).

" Введение в биофизику и развитие представлений о макромолекулярных машинах как физической основе функционирования биологических каталитических, энергопреобразующих, транспортных и сократительных систем (Л.А.Блюменфельд, С.Э.Шноль).

" Первое воспроизведение колебательной химический реакции Б.П.Белоусова, первые исследования автоволн в химической активной среде, ставшие экспериментальной и теоретической основой многих направлений современной синергетики (С.Э.Шноль, А.Н.Заикин, А.М.Жаботинский, Г.Н.Зацепина).

" Развиты экспериментальные подходы и новые теоретические представления о механизмах преобразования энергии в электрон-транспортных системах окислительного фосфорилирования и фотосинтеза (Л.А.Блюменфельд, Э.К.Рууге, А.К.Кукушкин, А.Н.Тихонов, В.А.Караваев, М.К.Солнцев).

" Предложена, разработана и экспериментально обоснована новая гипотеза, касающаяся происхождения жизни на Земле, согласно которой возникновение термодинамически неравновесных дискретных предшественников живых клеток связано с "холодной" поверхностной пленкой мирового океана, где возникли ионная и хиральная асимметрии, свойственные живым клеткам (В.А.Твердислов, Л.В.Яковенко).

" С помощью изучения изотопных эффектов D2O показан вклад явлений гидратации-дегидратации в ионную селективность ионных насосов мембран, выявлена роль воды в термостабильности белков. Показано, что люминесценция разбавленных водных растворов характеризует их коллективные свойства. Построены гипотетические неэвклидовы структуры воды, отличающиеся от кристаллографических. Показано изменение физических свойств воды при слабых воздействиях электромагнитных полей и в присутствии сверхмалых концентраций примесей (В.И.Лобышев).

" Предложена и экспериментально обоснована принципиально новая автоволновая гипотеза свертывания крови. Развиты математические модели периодических режимов в ферментативной кинетике, метаболических процессов в ходе иммунного ответа (Ф.И.Атауллаханов, А.А.Бутылин).

" Изучаются механизмы взаимодействия нуклеиновых кислот и биологически активных веществ с липидами в пленках Ленгмюра-Блоджетт, создан прототип одноэлектронного транзистора, заложены основы нового научного направления - химии двумерных систем (Г.Б.Хомутов, Т.В.Юрова, С.А.Яковенко).

Надо отметить, что отечественная биофизика является одним из успешных и перспективных естественнонаучных направлений. Дальнейшее ее развитие связано с изучением физических механизмов основных биологических процессов: преобразования энергии и информации на молекулярном уровне, разработкой новых подходов в области нанобиотехнологий, выяснения механизмов эволюции биосферы Земли в условиях мощнейшего антропогенного прессинга. Важнейшим направлением биофизики остается выяснение биофизических механизмов патогенеза при различных заболеваниях. Взгляд на будущее нашей науки и плодотворное участие в ее развитии молодого поколения, ныне студентов и аспирантов, - самый оптимистический. А трудности - где их нет?

Заведующий кафедрой биофизики
В.А.Твердислов

Назад