Текст книги "Сон под микроскопом. Что происходит с нами и мозгом во время сна"

История третья
Пожить без будильника и солнца, или Бункерный эксперимент Ашоффа

Отшельники на месяц

Можете оценить, сколько времени вы смогли бы провести в закрытом помещении, полностью изолированном от внешнего мира? По собственной воле, конечно. При условии, что вам не нужно будет заботиться о комфорте в вашей небольшой квартирке, о чистоте постели и продуктах – их будут регулярно поставлять. Правда, вы будете в одиночестве и будет знать, что помещение напичкано электроникой, за каждым не просто вашим шагом по небольшому периметру, но даже за дыханием и движением глаз во сне будут пристально наблюдать приборы. Вам нужно будет выполнять несложную работу, которая вряд ли вас увлечет или полностью поглотит, но она не займет много времени, которое определить не удастся: в этом странном жилище нет окон, а у вас – часов. Светильники есть, и их можно включать-выключать, когда заблагорассудится, спать – сколько телу и голове угодно и как удобно. Спать, сколько хочется, а не до первых петухов или первых лучей солнца, не в привычном для социума ритме, который в определенное время зовет на работу, учебу или на свершение других важных дел.

Риторический комментарий о цене вопроса такого опыта мы приводить не будем, но нам близки и понятны поступки тех немногих, которые ставят подобные испытания и отправляются в такое заточение: наука, неизбежно развиваясь, заставляет ученых придумывать разные способы, изощренные методы и изящные механизмы для постижения окружающего мира и получения как можно больше знаний о себе. Кстати, помимо исследователей, ставших первыми участниками уникального эксперимента, нашлось и достаточно добровольцев, которые тоже хотели участвовать в нем. Студенты здесь не отвлекались от подготовки к экзаменам и выполнения важных проектов, другим просто необходимо было побыть одним для медитации или прийти в себя после неудачных романтических отношений – да мало ли какие поводы могут заставить человека согласиться провести в одиночестве несколько дней или даже недель! Каждый знал, что если будет совсем трудно, то из эксперимента, проходящего в необычном месте, где нельзя отличить день от ночи, где за комфортный жизненный ритм участника отвечал только его организм, – можно выйти, просто открыв дверь.

Забыть об «истинном» времени

Во второй половине прошлого века Юрген Ашофф – немецкий биолог, один из гигантов, определивших направления движения развития внутри научной области, названной хронобиологией, – получил возможность подтвердить существование биологических часов у людей и уточнить длину их суточного колебания. Ашофф стал первым участником собственного проекта, который получил название «бункерный эксперимент». «После большого интереса к „истинному“ времени в течение первых двух дней жизни в бункере я потерял всякий интерес к этому вопросу и почувствовал себя совершенно комфортно, живя „вне времени“», – описывал Ашофф результаты первых наблюдений в статье в Science, опубликованной в 1965 году. Эксперименты в андексском бункере[57]57
  Андекс (Andechs) – деревня в Баварии, известная Андексским аббатством.


[Закрыть] длились почти 20 лет. До шести недель участники находились в лабораторных квартирах, устроенных в подземном укрытии, проводя дни исключительно по «физиологическим часам», настроенным на собственный биоритм. В основном в одиночестве, иногда в небольших группах.

Даже выдающиеся истории, если о них не напоминать, быстро забываются.

Середина прошлого века известна довольно большим количеством нетривиальных и часто критикуемых за этическую составляющую психологических экспериментов, которые изучали поведение людей при определенных условиях. Бункерный эксперимент не относился к таковым, хотя проходил при непосредственном контроле психологов. В команду исследователей, помимо ученых-биологов и психологов, входили математики, анализирующие огромные объемы полученных данных, и врачи, конечно. Общий язык будущих коммуникаций для научного сообщества, которое занимается биологическими ритмами, формировался именно в это время и в этом месте – в немецкой деревушке Андекс, расположенной среди чудесного холмистого баварского ландшафта – от Мюнхена в юго-западном направлении чуть больше 40 километров. Местечко довольно знаменитое и посещаемое: сюда приезжают заглянуть в старинный Андексский монастырь, расположенный на «Святой горе», полюбоваться барочным великолепием церкви Св. Николая и Елизаветы, насладиться панорамой с высоты шестидесятиметровой церковной колокольни – при хорошей погоде видны хребты Баварских Альп – и обязательно выпить крепкого пива Andechser, бенедиктинцы варят его в собственной пивоварне уже которое столетие. Бутылка пива входила в рацион участников бункерного эксперимента, но сегодняшние туристы и паломники вряд ли подозревают, что всего в километре от монастыря, в районе Эрлинг[58]58
  Erling-Andechs – район муниципалитета Андекс.


[Закрыть], начинался путь в совершенно другой мир. Даже выдающиеся истории, если о них не напоминать, быстро забываются.

Отделение Юргена Ашоффа включили как самостоятельную структуру в исследовательский Институт поведенческой физиологии Макса Планка в конце 50-х годов прошлого века. Двумя десятилетиями раньше молодой физиолог, будущий первый директор института Эрих фон Хольст знакомится с будущим нобелевским лауреатом зоологом Конрадом Лоренцом[59]59
  Конрад Лоренц (1903–1989) – австрийский зоолог; в 1973 году получил Нобелевскую премию по физиологии или медицине вместе с Карлом фон Фришем и Николасом Тинбергеном за открытия, связанные с созданием и установлением моделей поведения животных.


[Закрыть], развивает его гипотезы об основах поведенческой психологии, основанных на процессах эндогенной генерации стимулов и центральной координации. Громко и широко обсуждаемая идея впечатлила Общество кайзера Вильгельма[60]60
  Общество кайзера Вильгельма в 1948 году было переименовано в Общество Макса Планка – ведущее научное общество исследовательских организаций в Германии.


[Закрыть], которое решило основать целый институт, чтобы продолжать исследования физиологии поведения совместными силами обоих ученых. Вторая мировая война отодвинула реализацию планов на десятилетие: институт был основан 1 апреля 1954 года.

Строительство началось в заповедном месте с северной стороны озерка Эсс[61]61
  Esssee – пруд недалеко от Андекса.


[Закрыть], где в естественных условиях можно было наблюдать за птицами – утками и гусями. Название местности Зеевизен[62]62
  Seewiesen – озерные луга (нем.).


[Закрыть] было специально придумано для адреса нового института. Юргена Ашоффа, который начал научную карьеру в 1952 году в Институте медицинских исследований им. Макса Планка в Гейдельберге, наблюдая за ритмами активности животных и человека, уговорили переехать «в провинцию», обещав золотые горы в виде руководства собственной лабораторией. Исследования биологического времени у живых организмов стала основной темой отдела Ашоффа. Наблюдения начались с животных – дневных и ночных; за изменениями их циркадианных ритмов в зависимости от воздействия внешними раздражителями пристально следили, результаты анализировали в стенах специально отстроенных для группы Ашоффа корпусов института, открытого в 1958 году.

Закономерность, названная правилом Ашоффа, о зависимости циркадианных ритмов от света, была выведена уже здесь. Но главное: Ашофф максимально расширил область своих исследований – он стал следить за человеком. Как люди ведут себя без знания времени?

Как у них работают биологические часы? Как быстро они замедляются, если их дополнительно не заводить? Как долго за «собственные сутки» можно бодрствовать и спать? Какие другие ритмические процессы, помимо «сна-бодрствования» и цикличности суточного изменения температуры тела, зависят от внешних влияний? Интереснейшие вопросы! И важные. Так с чего начать исследования? С планирования оригинального эксперимента.

Холодильник – почтовый ящик

В 1963 году в старом бункере вермахта провели первую серию наблюдений. Результаты оказались такими интересными, что был выделен бюджет и построена целая научная исследовательская лаборатория под землей. Туда до сих пор ведет неширокая бетонная дорожка. В период с 1964 по 1989 год в этом уникальном месте за метровой в ширину стеной и тяжелой железной дверью провели 418 исследований, в которых участвовали 447 добровольцев. Исследования могли длиться до шести недель – чтобы установить равновесие внутренних часов, требовалось время. Жить здесь можно было лишь в ритме своего организма: ложиться спать, когда чувствовалась усталость и потребность во сне; спать – примерно треть «своих суток» – и просыпаться отдохнувшим; вставать, когда было пора начинать новый день, и его довольно активно проводить до сна. Кто-то дописывал здесь научные диссертации, и все придумывали разные способы для определения конкретных промежутков времени, чтобы как-то ориентироваться с их помощью.

Квартирка в бункере состояла из комнаты, которая выполняла множество функций: спальня, она же спортивный зал, комната для отдыха и работы – на одном из столов стояли несложные в управлении многоканальные приборы-регистраторы; небольшая ванная комната и кухня были отделены. Холодильник находился вне квартиры, в помещении «связи с внешним миром» – но две двери, которые вели туда, были снабжены специальными замками: наблюдаемые и наблюдатели ни в коем случае не пересекались. В холодильнике было несколько отделений: для заказанных продуктов – список участник составлял по мере желания и потребностей – и для баночек с анализами. Письма – единственная связь испытуемых с внешним миром – оставляли тоже здесь.

Не все участники бункерного эксперимента решались уйти на изоляцию на длительное время (в среднем исследования планировали на месяц), но когда объявлялось об окончании «работы», то многие, по воспоминаниям организаторов, огорчались, что пришло время покидать свои лабораторные кельи. Ошеломление ждало всех без исключения. Несмотря на ведение собственного отчета времени, каждый выходящий из эксперимента ошибался в дне недели и времени суток. Каждый, включая самого профессора Ашоффа. Он, проведя в бункере десять дней, удивился, что последнюю «ночь» начал в три часа дня. В истории исследований остался зафиксированный случай, который отметили как «исключительный»: один участник, закончив экспериментальную жизнь через пять недель, был уверен, что прошло только три! Смириться с исчезнувшими двумя неделями он долго не мог. Куда сбегало время из-за закрытых дверей?

Мешающие «цайтгеберы»

Как иголка в стоге сена, потерянное время растворялось в собственных представлениях о нем – это был один из выводов исследователей. Биологические часы существуют, их ритм не зависит от солнечного света, но у каждого человека он свой. Как в том особенном случае с потерей двух недель: цикл циркадианного ритма участника эксперимента составил примерно 50 часов.

Первые результаты длительный наблюдений установили среднее значения циркадианных биоритмов человека в 25 часов – именно этим и объяснялись причины сдвига времени: постепенно «внутренние сутки» в каждые реальные удлинялись примерно на час. Однако к концу 80-х годов XX века была найдена ошибка эксперимента – не учтенная роль светильников. Яркость света в них была неизменной, в отличие от солнечного света в течение дня. Лампами участники пользовались на протяжении своего пребывания в бункере по своему усмотрению, но яркий свет влиял на внутренние желания. Этим воздействующим на биоритмы внешним сигналам Ашофф даст название, которое войдет во многие языки мира без перевода, – «цайтгеберы»[63]63
  Zeitgeber – часы, подающие сигнал в нужный временной интервал, хронизатор, таймер, синхронизирующее устройство (нем.).


[Закрыть].

Биологические часы существуют, их ритм не зависит от солнечного света, но у каждого человека он свой.

Ошибку нашли, правку внесли. Однако одного и определенного числа, которое характеризовало бы период внутренних суток для всех без исключения, не оказалось, оно было близким к земным, составляющим 24 часа, но не точно таким[64]64
  В опубликованной статье Stability, precision, and near-24-hour period of the human circadian pacemaker в 1999 году в Sсience, посвященной уточнениям периода циркадианного ритма человека, группа ученых Гарвардской медицинской школы определила среднее значение: 24,18 часа (24:11’). Было установлено отсутствие зависимости периода циркадианного ритма от возраста.


[Закрыть]. И каждый день каждый человек вынужден синхронизировать свои внутренние часы по солнечным. Кстати, участникам эксперимента требовалось немало времени, чтобы отрегулировать эту настройку не только по солнцу, но и по ритму жизни социума. Социальные «цайтгеберы»[65]65
  Пример такого влияния: ранняя встреча в Zoom. Посчитайте сами, сколько «синхронизаций» требуется только для проведения одного обычного события: будильник (раз), напоминание о важной встрече (два) с человеком из другого часового пояса, у которого в это время может быть ночь (три).


[Закрыть] влияют на биологические ритмы не меньше, чем, например, солнечный свет[66]66
  О процессе внутренней подстройки к земным суткам мы рассказываем в главе, посвященной циркадианным ритмам.


[Закрыть].

Исследования лаборатории Ашоффа, результаты которых стали фундаментом хронобиологии, в итоге дали немало полезных рекомендаций для практики, в частности для составления графиков людей, работающих в ночное время. Известно, что в определенные ночные часы риск ошибок и несчастных случаев повышается, а эффективность концентрации внимания падает. Учитывая эти научные факты, можно пытаться регулировать конфликт между социальными «цайтгеберами» и синхронизацией внутреннего биоритма.

Завершение эпохи хронобиологии?

В 1997 году в рамках сокращения федеральных бюджетов Общество Макса Планка вынуждено было закрыть несколько институтов. Институт поведенческой физиологии Макса Планка оказался одним из них. Выбор был связан не с потерей интереса к исследованиям, но с тем, что руководителям-профессорам пора было выходить на пенсию – довольно распространенная практика в Европе, останавливающая те или иные исследования. Ашофф официально вышел на пенсию еще в 1983 году, продолжая писать научные и научно-популярные статьи о времени и о том, как человек его ощущает.

12 октября 1998 года в 85 лет выдающийся немецкий ученый Юрген Ашофф ушел из жизни. В опубликованном в Nature некрологе было написано: «Эпоха хронобиологии завершилась с его смертью». Бывший большой институт, в одном из отделов которого изучали биоритмы человека, закрыли и частично переорганизовали в исследовательское подразделение по орнитологии при Обществе Макса Планка, к 2004 году расширившееся до Института орнитологии Макса Планка. В нем, в частности, занимаются и нейробиологией.

История четвертая
Составляющие главного научного успеха

Первый понедельник октября

Обычно 10 декабря в Стокгольме необычный день. Исключения бывают, как, например, в период пандемии 2020 и 2021 годов, когда традиционные торжественные церемонии с участием членов королевской семьи, которые, как правило, проводятся в городской ратуше, были отменены. Такое уже случалось: во время Второй мировой войны, несколько лет подряд премию Альфреда Нобеля даже не присуждали по всем оглашенным в его завещании в 1897 году пяти номинациям: физиологии или медицине, химии, физике, литературе и за содействие установлению мира во всем мире. Самую престижную и известную международную премию начали вручать с 1901 года.

Каждое утро первой полной октябрьской недели шведские академики собираются на голосование. Точно в полдень по центральноевропейскому времени интересующийся мир с замиранием следит за «Твиттером» – именно эта социальная сеть приносит первой весточку из Стокгольма. До лауреатов, независимо от того, где они находятся, успевают дозвониться до их звездного часа. Позже, когда журналисты и историки науки умудряются выспросить самое сокровенное у победителей, выясняется, каким нетривиальным и долгим путем шли потенциальные номинанты к цели. И вряд ли найдется хотя бы один ученый в мире, который не мечтал бы о Нобелевской премии.

За выбор лучших и достойных премии открытий отвечают несколько комитетов. Первая награда по физиологии или медицине (логично, что мы будем обсуждать только эту номинацию?!) была вручена немецкому врачу и ученому Эмилю фон Берингу за создание «оружия» – именно так указано в архивных историях на сайте Нобелевской премии – против дифтерии[67]67
  С англ.: A victorious weapon against illness and deaths.


[Закрыть]. Историки науки считают, что если бы премию присуждали позже, то Беринг ее обязательно разделил бы с Паулем Эрлихом и Эмилем Ру, но до 1906 года правила о «разделе» премии еще не было. Эрлих получил своего «нобеля» позже, в 1908 году, а вот французский бактериолог и иммунолог Ру, много раз номинировавшийся на нее, не получил ни разу. Можно ли назвать выбор Нобелевского комитета, который представляет Нобелевская ассамблея – частная организация при Каролинском медицинском университете, – претендентов для голосования несправедливым? Удача – одна из составляющих гипотетического правила «четырех G», которое, возможно, придумали и упоминали в лаборатории немецкого врача и иммунолога Эрлиха только как скороговорку или девиз: «Geduld, Geschick, Glück, Geld» – терпение, мастерство, удача и деньги – необходимые составляющие научного успеха. Пожалуй, не только научного.

В 2017 году первый понедельник октября выпал на второе число. Сообщение из Стокгольма быстро облетело мир: «за открытие молекулярных механизмов, управляющих циркадианными ритмами» Нобелевской премией по физиологии или медицине награждались Джеффри Холл, Майкл Росбаш и Майкл Янг. Впервые Нобелевский комитет обратил внимание на сон, точнее, на «биологические часы, которые помогают человеку предвидеть и адаптироваться к обычному ритму дня». Ссылаясь на несколько важных научных работ, опубликованных между 1984 и 1998 годами в научных журналах мира, включая самые авторитетные и доступные не только ученой читательской аудитории – Science, Nature и Cell, – Нобелевский комитет в сообщении о своем выборе заметил, что открытия лауреатов объясняют, как работают такие часы. Холл и Росбаш идентифицировали белок PER (продукт гена period), а Янг, найдя новый «циркадианный ген», названный вневременным (Tim, от английского слова timeless), выделил белок TIM – недостающее звено в создании циркадианного ритма. Известную шутку Холла, которую он обязательно вставляет в свои многочисленные интервью, о том, что дрозофила должна была разделить премию, нужно упомянуть и нам, чтобы расставить все точки над i. Нобелевские лауреаты изучали плодовую мушку, ставшую идеальной моделью для циркадианных исследований, а роль Tim у млекопитающих выполняет Cry – именно этот ген и важный процесс, в котором он участвует, описаны в главе о биологических часах.

За свою 120-летнюю историю Нобелевская премия по физиологии или медицине вручалась лишь 112 раз.

Причиной была не только невозможность ее присудить, например, как в годы войны. Случалось, что не находились достойные открытия или знания о них не доходили до нобелевских судей. Жизненный и научный путь каждого из своих 224 лауреатов Нобелевский комитет рассматривает под лупой. Самому молодому в этой номинации на момент вручения исполнилось 32 года, им стал канадский ученый Фредерик Бантинг за открытие инсулина в 1923 году, а самому старшему Пейтону Роусу в год присуждения премии «за открытие опухолевых вирусов» в 1966 году было 87 лет.

Три лауреата, к теме нашей книги имеющие прямое отношение, к году вручения премии вполне могли позволить себе уйти на пенсию, но, как правило, нобелевские лауреаты находятся в особенной ситуации, работают долго и, что статистически проверено, даже живут дольше других ученых, которых не отметили премией. Джеффри Холл ушел из науки за десятилетия до получения главной премии жизни. Почему? Ответ на этот вопрос не удивит большинство ученых мира.

Майкл Росбаш. Крепкие корни и условия роста

Судьбы нобелевских лауреатов не всегда начинаются необычно, скорее – обычно. Самому старшему из «наших» лауреатов на момент присуждения премии исполнилось 73 года. Рассказ о себе Майкл Росбаш начинает с истории семьи, которую помнит если не до седьмого, то до третьего колена. Дед Йоэль Росбаш[68]68
  Йоэль Росбаш (Joel Rosbasch). Вторая буква «c» из фамилии исчезла позже, уже в Америке.


[Закрыть] перебрался в Германию в 1907 году из Кременчуга по причине «экономических трудностей», осел на юге страны и перевез сюда свою семью. Будущие родители Майкла учились в университетах, но политическая ситуация помешала планам – евреям запретили изучать как юриспруденцию, так и медицину, – но не помешала встрече молодых людей, они поженились в 1937 году. Решение покинуть Европу было непростым: нужны были и визы, и деньги для переезда.

Майкл родился в Канзас-Сити, где отец-кантор[69]69
  Ведущий богослужение в синагоге, нараспев читающий молитву.


[Закрыть] довольно быстро нашел работу. Скоро ему предложили «повышение» – работу в большой синагоге в Бостоне, более крупном городе, а это значило и бóльшую заработную плату. Счастливое детство тянулось недолго, отец умер от сердечного приступа, когда Майклу было только 10 лет. В начале 60-х годов прошлого века он просто сбежал из дома: кто не стремится начать самостоятельный путь как можно раньше? Он поступил в один из лучших университетов мира КалТех[70]70
  КалТех (CalTech) – Калифорнийский технологический институт.


[Закрыть], предполагая, что его приняли по «географическому признаку» – руководство выбирало студентов со всех уголков страны. «Мои однокурсники были действительно умными, и большинство из них – трудолюбивыми, этакое сочетание усердия и страха перед неудачей», – писал Росбаш в автобиографии для серии «Нобелевские премии». Закончив КалТех, он подает на стипендию Фулбрайта[71]71
  Стипендия Фулбрайта (Fulbright-Programm) – обменная программа в области образования, финансируемая американским правительством.


[Закрыть] – и получает ее. Росбаш отправляется в Париж, где узнает о вручении Нобелевской премии французским ученым Франсуа Жакобу и Жаку Моно, чьими исследованиями, а именно генной регуляцией, он интересовался еще студентом. Углубляться в науку Росбаш должен был в лаборатории исследовательского центра Института физико-химической биологии под руководством Марианны Грюнберг-Манаго, которая в свое время была аспиранткой у будущего нобелевского лауреата Северо Очоа в Нью-Йоркском университете. Занятому французскому профессору Грюнберг-Манаго было совершенно некогда возиться с американцем, и год ушел на познание языка и европейской культуры. Любой европейский опыт ценится в Америке.

Росбаш возвращается в Бостон в 1966 году. Он поступает в аспирантуру к молекулярному биологу Шелдону Пенману в престижный технический вуз МТИ[72]72
  МТИ (MIT) – Массачусетский технологический институт.


[Закрыть] и попадает в центр политической активности – тема Вьетнама волновала и научную молодежь. Однако профессор не разделял взглядов нового аспиранта и посоветовал сменить лабораторию на другую, где науку возможно было совмещать с политической активностью. Такого же мнения придерживался и Дейвид Балтимор – помощник профессора и будущий Нобелевский лауреат. Росбаш остается у Пенмана, защищает диссертацию в 1970 году и уже планирует изучать хромосомы дрозофил в Стэнфорде, как ему подворачивается возможность поработать постдоком[73]73
  Постдокторантура – повышение квалификации после защиты диссертации, обычно в течение двух-трех лет, в престижном научном учреждении.


[Закрыть] в Шотландии. Он отправляется в Эдинбург, откуда его, молодого ученого с уже интересной биографией, заманивают отличными условиями в частный исследовательский университет Брендайса[74]74
  Университет Брендайса (Brandeis University) – частный американский исследовательский университет.


[Закрыть], находящий в городке Уолтем, недалеко от Бостона. Вернувшись в Америку в 1974 году, он поступает на службу в университет.

Джеффри Холл. Научная школа

Интерес к дрозофилам как идеальным моделям исследования насекомых у студента из успешной семьи Джеффри Холла проявился в Амхерстском колледже – тогда еще частном «мужском» университете, куда он поступил в 1963 году, намереваясь изучать медицину.

В университете Холл узнает о существовании специальных курсов для успевающих по основным дисциплинам студентов[75]75
  Honors Senior Project – дополнительные самостоятельные исследования, результатом которых может стать научная статья.


[Закрыть]. Решение занять себя чем-то интересным в летнее время стало ключиком, открывающим дверь в научный мир. Такая в смысле преемственности идей и методологии практика в науке сильно влияет на будущих исследователей. О роли наставника, биолога Филипа Айва, Холл упоминает всегда, когда речь заходит о повлиявших на его научный путь личностях, и, конечно, в собственной биографии к серии «Нобелевские премии» как о своем главном учителе. Тот, в свою очередь, был учеником генетика и зоолога Алфреда Стёртеванта, участвовавшего в создании теории наследственности, за которую, точнее, «за открытия, связанные с ролью хромосом в наследственности», его учителю Томасу Моргану в 1933 году вручили Нобелевскую премию. Все эти имена и названия исследований сформировали целую научную школу. Айвс, как и его ученики, увлеченно изучал генетику дрозофил. «Они чрезвычайно привлекательны, маленькие и милые, как бы глупо это ни казалось», – Холл не жалел нежных слов для описания дрозофил и своего отношения к ним. Малость мушек и огромность их числа давали исключительные преимущества для выбора их в качестве моделей для фундаментальных исследований. На проект, которым Холл занимался в течение года, обратили внимание профессора, ему порекомендовали поступить в аспирантуру Вашингтонского университета именно потому, что там целый факультет (институт) занимался только генетикой. Ведущий специалист генетики дрозофил и еще один ученик Стёртеванта Лоуренс Сэндлер руководил работой будущего нобелевского лауреата. Три года в Пасадене, в КалТехе не пройдут бесследно: ученые формировали новую область в биологии – генетику поведения. За три года Холл не опубликовал ни одной работы, а звонок из собственной альма-матер вернул его на восток страны – время учебы закончилось. В качестве ассистента профессора биологии он поступает на службу в университет Брендайса. Это был 1974 год.

Холл и Росбаш встречаются, играют вместе в баскетбол, вспоминают КалТех, обсуждают дрозофилу и мутантов, полученных еще в 1968 году выдающимся хронобиологом Рональдом Конопкой. Тот близко подобрался к тайне, заявил о возможном существовании «функционального гена» на Х-хромосоме, который влияет на изменения нормального 24-часового ритма дрозофилы. Конопка рано вышел не пенсию, в 1990 году, тогда же и была опубликована научная статья о роли гена clock и ритмах активности плодовых мушек. Холл и Росбаш – соавторы Конопки.

Майкл Янг. Великолепная модель – эта фруктовая мушка!

Майкл Янг родился в послевоенное непростое, но более спокойное время, а место рождения, курортный Майами, формировало у любознательного мальчишки свои интересы: птицы и рептилии не только обитали в зоопарках, но и залетали и заползали в сады и дворы жилых домов. А книги? Родители интересы сына не разделяли, но поддерживали, как могли, покупая книги о животных и растениях. Прочитанные в них факты захватывали: перелетные птицы, например, владеют особенным даром, помогающим им ориентироваться. Про внутренние часы в книгах тоже говорилось, но о том, как они работают, – нет. Как стать ученым, тоже было не очень понятно. Медицина казалась самым правильным направлением – по мнению отца, эта профессия точно могла приносить доход. Янг, поступив в Техасский университет в Остине, попал в окружение, которое интересовалось молекулярной биологией. Он начал посещать дополнительные летние курсы у генетика Бёрка Джадда и изучать плодовых мушек. Оказалось, что с хромосомами дрозофил можно экспериментировать, появилась идея подобраться поближе к генам: какие из них и как играют роль в поведенческой жизни мушек? Пока студент Янг размышлял, как это сделать, уже упомянутый Конопка опубликовал первую статью о мутантах-дрозофилах, а пути Холла и Росбаша были устремлены к точке пересечения.

Янг написал Конопке, что хочет получить мутантов и проверить свои предположения. Он быстро получил ответ, но главное, понял, что его больше всего увлекает: новой ген period, который довольно странно себя вел. Но с какой стороны подступиться, чтобы прояснить связи между генами и поведением? Непонятно! Возможно, циркадианный ритм стоит взять за отправную точку? Отведенное на дипломные исследования в лаборатории в Остине время подошло к концу, он получил позицию постдока в Стэнфорде в 1975 году. И снова везет с ментором. Лабораторией молекулярной биологии руководит Дэвид Хогнесс – выдающийся ученый, как раз в этот период связывающий области молекулярной и генетической биологии в новую – биологию развития.

В лаборатории Хогнесса начали использовать предложенный коллегами новый метод по созданию рекомбинантной ДНК (клонирование ДНК). Янг продолжил исследования дрозофил-мутантов, применяя его, пытаясь определить, какие гены дрозофилы на какие фенотипы[76]76
  Внешние или внутренние признаки, которые приобретаются или изменяются в зависимости от стадии развития организма.


[Закрыть] влияют. Но и «постдочное» время закончилось, нужно было искать место работы. В 1978 году Янг переехал в Нью-Йорк, получив позицию в Рокфеллеровском университете – научное заведение, известное своими фундаментальными исследованиями, было основано в год получения первой Нобелевские премии; только по физиологии или медицине ее получили 22 ученых, имеющих прямое отношение к этому биомедицинскому университету.

В планы молодого Янга входило за несколько лет управиться с волнующими его вопросами, среди которых важный – ген period, то, как он влияет на поведение дрозофил, конкретно на ритм их покоя и активности. Отведенного на эти исследования периода в пять-шесть лет, во время которого гипотезы, казалось, объясняющие механизм «работы гена», сменялись одна за другой, оказалось недостаточно, для научного успеха потребовалось почти четыре десятилетия.

Выяснилось, что еще Джефф Холл и Майкл Росбаш занимаются такой же темой. Первые независимые публикации двух научных групп, посвященные «временнóму гену», и первые результаты молекулярных исследований циркадианных ритмов появились в журналах Cell и Nature в 1984 году. Как избежать соперничества и продвинуться в исследованиях? Янг со своей группой студентов и постдоков решил заняться поиском хотя бы еще одного гена, который участвует в работе биологических часов. Свою идею – найти во что бы то ни стало неизвестное нечто – Янг в нобелевской биографии назовет «агностическим подходом». Тысячи прилежных исследований требовали чрезвычайного терпения и высокого мастерства, удача пришла в 1990 году – обнаружили ген, названный timeless, его «поведенческие свойства» были похожи на уже хорошо изученный ген period. Казалось, понимание циркадианных ритмов близко. Были получены гранты на продолжение хронобиологических исследований, и обе лаборатории в параллельных рядах мчались к достижению уже одной цели: понять механизм внутреннего времени.

Последний пункт правила G

Майкл Янг (на конец 2021 года) все еще служит профессором Рокфеллеровского университета, возглавляя лабораторию генетики, позицию «полного профессора»[77]77
  Наивысшее академическое звание и должность, соответствует названию должности профессора в России. – Прим. науч. ред.


[Закрыть] он получил в 1988 году. Майкл Росбаш – профессор нейробиологии университета Брандейса, у Джеффа Холла официальная научная карьера закончилась в 2007 году, ему тогда было 62 года, последние его научные статьи датируются 2006 годом. Что же с ним случилось?

К нобелевским лауреатам особенное отношение после получения премии в течение года – до следующей премии и новых имен – научные журналисты публикуют немало статей о героях года, записывают подкасты с ними, из архивов вытаскивают старые интервью, стряхивая с них пыль. К мнению нобелевских профессоров прислушиваются – это же суждения избранных, почти пророков. На интервью Джеффа Холла, опубликованное в 2008 году в разделе «Вопросы-ответы» научного британского журнала Current Biology, снова, спустя десятилетие, обратили пристальное внимание. К этому времени Холл уже объявил об уходе из науки, перебрался из университетского городка в Уолтеме в северо-восточный штат Мэн. Почему? «У меня заканчиваются деньги на исследования», – именно так ответил Холл в 2007 году, несмотря на то что любовь к мушкам не прошла и его группа могла и дальше «продуктивно взаимодействовать с ними».

Вопросы финансирования научных исследований вынуждают ученых думать не о тех предметах и материях, в которых они лучше всего разбираются, а о том, где и как найти деньги, чтобы выжить, если ты не «полный профессор», имеющий постоянное финансирование. Не сам процесс получения грантов – проблема. Во всем «продвинутом» научном мире ученые регулярно должны запрашивать деньги у различных частных или государственных фондов на собственные исследования, исследования своих групп и лабораторий и постоянно зависеть от решения комиссий, которые выделяют эти субсидии. «Но что, если заявителей так много (как сейчас), что даже одобренное предложение ни к чему не приведет просителя или заставит исследовательскую группу преждевременно остановиться, – поднимает актуальную и сегодня проблему Холл. – Что, если ситуация ухудшится? Если правительство настроено против науки, то оно будет тратить свои ресурсы на международный авантюризм». Холл признает, что в течение многих лет у него была возможность работать за счет таких грантов, но «в моем последнем вздохе чувствуется повышенное беспокойство о биологах, которые только начинают или находятся в середине карьеры».