|
Содержание
 В.А.Твердислов. К 50-летию кафедры биофизики физического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова В.А.Твердислов, Л.В.Яковенко. О происхождении предшественников живой клетки, возникновении ионной и хиральной асимметрий и о филогенетическом законе А.Г.Маленков. Проблема "третьего синтеза" в теории эволюции живого В.А.Твердислов, А.Э.Сидорова. Биофизическая экология. Ноосфера как иерархия активных сред В.В.Птушенко, В.А.Караваев, М.К.Солнцев, А.Н.Тихонов. Биофизические методы экологического мониторинга В.А.Караваев, А.К.Кукушкин. Исследования фотосинтеза на кафедре биофизики физического факультета МГУ: прошлое и будущее А.А.Тимошин, Д.Ю.Дроботова, В.Л.Лакомкин, Э.К.Рууге, А.Ф.Ванин. Влияние экзогенных доноров на уровень оксида азота в органах животных in vivo: исследование методом микродиализа с использованием спиновых ловушек Е.Ю.Симоненко, А.Виехе, Б.Редер. Фотофизические свойства и особенности применения модифицированных порфиринов группы mTHPC в качестве фотосенсибилизаторов Е.Л.Грищук, А.К.Ефремов, К.В.Жуденков, В.А.Волков, Р.Макинтош, М.И.Молодцов, Ф.И.Атауллаханов. Новый молекулярный механизм сопряжения динамики микротрубочек и движения хромосом при митотическом делении клетки Г.Б.Хомутов. Биомиметические наносистемы и композитные бионеорганические наноматериалы А.А.Дементьев, Г.Б.Хомутов. Взаимодействие полимерных электролитов с биологическими и модельными мембранными структурами С.В.Комарова. Роль остеокластов в регуляции обмена кости Н.А.Чеботарева. Эффект молекулярного краудинга на взаимодействия ферментов гликогенолиза В.А.Вавилин. Как эффективно превратить органическое вещество в биогаз? В.И.Лобышев, А.А.Дубровский, А.Я.Мухачев, А.Б.Соловей. Вода – первичная мишень слабых воздействий на биологические системы Г.Н.Зацепина, С.В.Тульский. Воздействие электрических, магнитных и электромагнитных полей на биологические системы С.Э.Шноль. Биографические заметки. Первые годы на кафедре А.В.Вершубский, И.В.Кувыкин, А.Е.Фролов, А.Н.Тихонов. Математическое моделирование электронного и протонного транспорта в хлоропластах и цианобактериях А.А.Замятнин. Фрагментомика К 50-летию кафедры биофизики физического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова
Российская биофизика как направление формировалась в среде выдающихся русских ученых начала XX века – физиков, биологов, медиков, тесно связанных с Московским университетом. Среди них были П.Н.Лебедев, Н.А.Умов, К.А.Тимирязев, И.М.Сеченов, Н.К.Кольцов, В.И.Вернадский, П.П.Лазарев, позднее С.И.Вавилов, В.Л.Левшин, В.В.Шулейкин, А.Л.Чижевский, Н.В.Тимофеев-Ресовский и многие другие. Первые научные семинары, касавшиеся физики живых систем (фотосинтез, зрение, возбудимость, термодинамика и электромагнетизм), проходили в физической лаборатории П.Н.Лебедева. Первый в России лекционный курс под названием "Биофизика" был прочитан для врачей при клинике Московского университета в 1922 году П.П.Лазаревым. П.П.Лазарев окончил медицинский факультет Московского университета в 1901 году, сдал полный курс физики и математики и работал ассистентом в физической лаборатории, руководимой П.Н.Лебедевым, а после кончины своего учителя в 1912 году возглавил ее. Осенью 1959 года на физическом факультете Московского государственного университета им.М.В.Ломоносова была создана первая в мире кафедра биофизики, которая начала подготовку специалистов-биофизиков из физиков. Инициаторами ее создания были студенты факультета, а также нобелевские лауреаты академики И.Е.Тамм и Н.Н.Семенов, поддержанные ректором МГУ академиком И.Г.Петровским. Одним из создателей кафедры биофизики и первым заведующим, руководившим ею 30 лет, был профессор Лев Александрович Блюменфельд. Последние 20 лет ею руководит профессор В.А.Твердислов. Кафедра отмечает свой 50-летний юбилей. За 50 лет существования кафедры выпущено более 850 студентов, а вместе с аспирантами – около 1000 биофизиков. Более половины из них успешно работает в институтах РАН и РАМН, в вузах, часть – за рубежом. Выпускниками кафедры защищено около 500 кандидатских и 100 докторских диссертаций. Выпускники кафедры А.А.Макаров и Г.В.Гурский избраны, соответственно, действительным членом и членом-корреспондентом РАН. Первыми сотрудниками кафедры были физик-химик Л.А.Блюменфельд (1921–2002), биохимик С.Э.Шноль, профессор кафедры, и физиолог доцент И.А.Корниенко. Ими были сформулированы и реализованы принципы построения системы биофизического образования для физиков, заложены основные направления научных исследований на кафедре. Л.А.Блюменфельд ушел на фронт в 1941 году с 3-го курса химического факультета Московского университета. Прошел всю войну, был разведчиком. Победу лейтенант Блюменфельд встретил в госпитале после второго тяжелого ранения. После окончания МГУ учился в аспирантуре Физико-химического института им.Карпова. Его исследования были связаны с методами радиоспектроскопии и посвящены проблемам термодинамики и теории информации, механизмам ферментативного катализа, окислительного фосфорилирования и фотосинтеза. В 2001 году Л.А.Блюменфельд был удостоен Ломоносовской премии за научные исследования (совместно с В.А.Твердисловым и А.Н.Тихоновым) в области биологических молекулярных машин. На кафедре биофизики Л.А.Блюменфельд многие годы читал курсы лекций "Физическая химия", "Квантовая химия и строение молекул", "Избранные главы биофизики". Блюменфельд оказал значительное влияние на развитие биофизики в нашей стране – и в науке, и в образовании. В памяти его друзей и учеников он навсегда остался несокрушимым, несгибаемым, обаятельным Блюмом. В биофизике сложилась "Школа Блюменфельда". Научную школу нельзя назначить, ее нельзя создать. Ее возникновение есть акт самоорганизации активной среды, когда есть лидер – водитель ритма, есть соратники – учителя и ученики. Школа Блюменфельда состоялась, и основой ее стала кафедра биофизики физического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова. Об этом в последние годы как о главном деле своей жизни с удовлетворением и некоторой долей удивления неоднократно говорил Лев Александрович. С первых лет существования кафедры читает курсы лекций по биохимии и истории биологии доктор биологических наук, профессор С.Э.Шноль, окончивший кафедру биохимии животных Московского университета в 1951 году. Он, совместно с коллегами, изучает изотопные эффекты в биологических системах, колебательные процессы и космофизические эффекты в биологических и физико-химических системах, разрабатывает новые подходы к теории биологической эволюции. Его именем названа малая планета Солнечной системы. По масштабам физического факультета кафедра биофизики небольшая, но исторически сложилось так, что исследования ее сотрудников перекрывают значительную 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. Многие годы кафедра биофизики сотрудничает с университетами и ведущими научными лабораториями Германии, Франции, Англии, США, Польши, Чехии и Словакии, Монголии, Швеции, Дании, Китая, Египта. Традиционно студентам 2-го курса физического факультета профессор В.А.Твердислов читает общий курс "Введение в биологию и биофизику". Он же читает спецкурс "Биофизическая экология" студентам 5-го курса кафедры, а на факультете биоинженерии и информатики МГУ – курс "Биофизика". Там же профессор Л.В.Яковенко ведет двухсеместровый курс "Общая физика". На кафедре биофизики ежегодно читается около 25 спецкурсов. Для студентов младших курсов в течение 40 лет работает факультативный семинар по биофизике. Согласно традиции, на кафедре не существует отдельного курса общей биофизики, поскольку суперпозиция всех кафедральных спецкурсов в целом составляет цельное биофизическое образование. Это условно-последовательное, трехслойное по содержанию, но общее по существу обучение биофизике – биологическое, физико-химическое, физическое. Спецкурс "Общая биология" (ст.н.с., к.б.н. Л.Л.Меньшенина), с которого начинается обучение на кафедре, по сути, состоит из нескольких полных курсов (читаемых в основном преподавателями биологического факультета МГУ): "Эмбриология", "Зоология беспозвоночных", "Зоология позвоночных", "Цитология", "Микробиология", "Генетика", "Эволюция", "Ботаника" и т.д. В преподавании курса общей биологии участвуют ведущие профессора, преподаватели и ученые 11-ти кафедр биологического факультета, обеспечивающих также и проведение практических занятий. Их курсы дополнены спецкурсами "Биология человека" (ст.преп. Е.Ю.Симоненко) и "Физиология человека и животных" (доц. Н.Е.Чепурнова, биофак). Все вместе они составляют первую группу дисциплин, обеспечивающих базовое биологическое образование студентов-биофизиков. Биологическое образование завершается месячной учебной практикой на Беломорской биостанции МГУ им.Н.А.Перцова и в Заполярном ботаническом саду РАН после 3-го курса. Во вторую группу дисциплин входят базовые, фундаментальные спецкурсы, составляющие основу специальности "биофизика". В третью группу включены спецкурсы по выбору, посещаемые студентами, в основном, пятого курса, а также факультативные спецкурсы, в которых сконцентрированы достижения экспериментальной и теоретической биофизики последних лет. Если совсем кратко, то это: "Физическая химия" (проф. Л.В.Яковенко), "Биохимия"^ (проф. С.Э.Шноль), "Квантовая химия и строение молекул" (проф. А.К.Кукушкин), "Оптические свойства сложных молекул" (проф. А.К.Кукушкин), "Методы магнитной спектроскопии в биофизических и медико-биологических исследованиях" (проф. Э.К.Рууге), "Биофизическая экология" (проф. В.А.Твердислов), "Молекулярная биология" (доц. В.В.Асеев), "Физиология" (доц. Н.Е.Чепурнова), "Физика биополимеров" (в.н.с.Н.Г.Есипова), "Статистические методы в биофизике" и "Физика конденсированного состояния" (проф. В.И.Лобышев), "Биоэнергетика" (проф. А.Н.Тихонов), "Нелинейная динамика и математическое моделирование биологических систем" и "Биофизика клетки" (проф. И.Атауллаханов), "Формальная и ферментативная кинетика" и "Биоинформатика и биоинженерия" (ст.н.с.П.С.Иванов). Кафедра концентрирует научную работу в области фундаментальных проблем биофизики, перспективных для использования в медицине, экологии, сельском хозяйстве. За полувековое существование кафедра биофизики вместе со своими выпускниками, работающими в академических институтах, 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. 1. Введение в практику биологических исследований магнитной спектроскопии – метода электронного парамагнитного резонанса (Л.А.Блюменфельд, 50-е годы). 2. Введение в биофизику и развитие представлений о макромолекулярных машинах как физической основе функционирования биологических каталитических, энергопреобразующих, транспортных и сократительных систем (профессор Л.А.Блюменфельд, профессор С.Э.Шноль, 60-е гг.). 3. Первое воспроизведение колебательной химический реакции Б.П.Белоусова, первые исследования автоволн в химической активной среде, ставшие экспериментальной и теоретической основой многих направлений современной синергетики (проф. С.Э.Шноль, проф. А.М.Жаботинский, вед.н.с.А.Н.Заикин, 60–80-е гг.). 4. Развиты экспериментальные подходы и новые теоретические представления о механизмах преобразования энергии в электрон-транспортных системах окислительного фосфорилирования и фотосинтеза (проф. Л.А.Блюменфельд, проф. Э.К.Рууге, проф. А.К.Кукушкин, проф. А.Н.Тихонов, проф. В.А.Караваев, ст. н. с.М.К.Солнцев, 1960–2000-е гг.). 5. Предложена, разработана и экспериментально обоснована принципиально новая гипотеза, касающаяся происхождения жизни на Земле. Согласно этой гипоетезе возникновение термодинамически неравновесных дискретных предшественников живых клеток связано с "холодной" поверхностной пленкой мирового океана, где возникли ионная и хиральная асимметрии, свойственные живым клеткам (проф. В.А.Твердислов, проф. Л.В.Яковенко, 1970–2000-е гг.). 6. С помощью изучения изотопных эффектов D_2O 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 неевклидовы структуры воды, отличные от кристаллографических. Показано изменение физических свойств воды при слабых воздействиях электромагнитных полей и в присутствии сверхмалых концентраций примесей (проф. В.И.Лобышев, 1980–2000-е гг.). 7. Предложена и экспериментально обоснована принципиально новая автоволновая гипотеза свертывания крови. Развиты математические модели периодических режимов в ферментативной кинетике, метаболических процессов в ходе иммунного ответа (проф. Ф.И.Атауллаханов, доц. А.А.Бутылин, 1990–2000-е гг.). Настоящий сборник включает материалы докладов, сделанных сотрудниками, аспирантами, студентами и выпускниками кафедры биофизики разных лет на Восьмой международной конференции "Проблемы биологической физики". Конференция проходила на физическом факультете 27–28 ноября 2009 г. и была посвящена 50-летию кафедры биофизики. Расположение статей в сборнике достаточно условно, поскольку отражает самый широкий спектр направлений биофизики. Конференция показала, что кафедра биофизики со сложившейся системой спецкурсов, лекций, семинаров, научных направлений активно развивается как одна из ведущих мировых школ в области биофизики. Неоценимую роль в этом движении играют братские кафедры биологического и химического факультетов, Институт физико-химической биологии им.А.Н.Белозерского Московского университета, учреждения РАН: институты теоретической и экспериментальной биофизики и биофизики клетки в г.Пущино, Институт биохимфизики им.Н.М.Эмануэля, Центр теоретических проблем физико-химической фармакологии РАН, Гематологический научный центр РАМН и др. Заведующий кафедрой биофизики
физического факультета МГУ им.М.В.Ломоносова профессор В.А.Твердислов О редакторе
 Твердислов Всеволод Александрович Доктор физико-математических наук, заслуженный профессор МГУ имени М. В. Ломоносова, заведующий кафедрой биофизики физического факультета МГУ, дважды лауреат Ломоносовской премии. Автор более 200 статей, а также 7 монографий и учебников по различным направлениям биофизики и экологии. Известен как специалист в области общей биофизики и синергетических аспектов экологии. Сфера научных интересов — проблемы происхождения предшественников живых клеток, исследование механизмов ионной и хиральной регуляции в биологических системах, разработка биофизических подходов к изучению процессов биологической эволюции.
|