انتقال ژن از راه دور: تحقیق دانشمند الکساندر گورویچ

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

در اواخر بهار سال 1906، الکساندر گاوریلوویچ گورویچ، در اواسط سی سالگی که قبلاً دانشمند مشهوری بود، از ارتش خارج شد. در طول جنگ با ژاپن، او به عنوان پزشک در هنگ عقب مستقر در چرنیگوف خدمت کرد. (در آنجا بود که گورویچ به قول خودش "فرار از بیکاری اجباری" "اطلس و مقاله ای در مورد جنین شناسی مهره داران" را نوشت و تصویر کرد که در سه سال آینده به سه زبان منتشر شد).

اکنون او با همسر جوان و دختر کوچکش برای کل تابستان به روستوف بزرگ - نزد والدین همسرش - می رود. او شغلی ندارد و هنوز نمی داند در روسیه می ماند یا دوباره به خارج از کشور می رود.

پشت دانشکده پزشکی دانشگاه مونیخ، دفاع از پایان نامه، استراسبورگ و دانشگاه برن. دانشمند جوان روسی در حال حاضر با بسیاری از زیست شناسان اروپایی آشنا است، آزمایش های او توسط هانس دریش و ویلهلم روکس بسیار قدردانی شده است. و اکنون - سه ماه انزوای کامل از کار علمی و تماس با همکاران.

تابستان امسال A. G. گورویچ در مورد این سؤال تأمل می کند که خود او اینگونه طرح کرده است: "این که خود را زیست شناس می نامم به چه معناست و در واقع چه چیزی را می خواهم بدانم؟" سپس، با توجه به روند کاملاً مطالعه شده و مصور اسپرم زایی، به این نتیجه می رسد که جوهر تجلی موجودات زنده در ارتباط بین رویدادهای جداگانه ای است که به طور همزمان رخ می دهند. این "زاویه دید" او را در زیست شناسی تعیین کرد.

میراث چاپی A. G. گورویچ - بیش از 150 مقاله علمی. بیشتر آنها به زبان های آلمانی، فرانسوی و انگلیسی منتشر شد که متعلق به الکساندر گاوریلوویچ بود. کار او در جنین شناسی، سیتولوژی، بافت شناسی، هیستوفیزیولوژی، زیست شناسی عمومی علامت درخشانی بر جای گذاشت. اما شاید درست باشد که بگوییم "جهت اصلی فعالیت خلاقانه او فلسفه زیست شناسی بود" (از کتاب "الکساندر گاوریلوویچ گورویچ. (1874-1954)". مسکو: ناوکا، 1970).

A. G. گورویچ در سال 1912 اولین کسی بود که مفهوم "میدان" را وارد زیست شناسی کرد. توسعه مفهوم میدان زیستی موضوع اصلی کار او بود و بیش از یک دهه به طول انجامید. در طول این مدت، نظرات گورویچ در مورد ماهیت میدان زیستی دستخوش تغییرات عمیقی شده است، اما آنها همیشه در مورد میدان به عنوان یک عامل واحد که جهت و نظم فرآیندهای بیولوژیکی را تعیین می کند صحبت می کردند.

نیازی به گفتن نیست که چه سرنوشت غم انگیزی در انتظار این مفهوم در نیم قرن آینده بود. گمانه زنی های زیادی وجود داشت که نویسندگان آنها ادعا می کردند که ماهیت فیزیکی به اصطلاح "بیوفیلد" را درک کرده اند، شخصی بلافاصله متعهد به درمان مردم شد. برخی به A. G. گورویچ، بدون اینکه به هیچ وجه تلاش کند تا در معنای کارش عمیق شود. اکثریت از گورویچ اطلاعی نداشتند و خوشبختانه به آن اشاره نکردند، زیرا نه به خود اصطلاح "بیوفیلد" و نه به توضیحات مختلف عمل آن توسط A. G. گورویچ کاری به آن ندارد. با این وجود، امروزه واژه‌های «حوزه زیستی» باعث ایجاد شک و تردیدهای پنهان در میان همکارهای تحصیل‌کرده می‌شود. یکی از اهداف این مقاله بیان داستان واقعی ایده یک حوزه بیولوژیکی در علم به خوانندگان است.

آنچه سلول ها را حرکت می دهد

A. G. گورویچ از وضعیت زیست شناسی نظری در آغاز قرن بیستم راضی نبود. او مجذوب امکانات ژنتیک رسمی نشد، زیرا می دانست که مشکل «انتقال وراثت» اساساً با مشکل «اجرای» صفات در بدن متفاوت است.

شاید مهمترین وظیفه زیست شناسی تا به امروز جستجوی پاسخی برای این سوال «کودکانانه» باشد: چگونه موجودات زنده با همه تنوعشان از یک توپ میکروسکوپی از یک سلول منفرد پدید می آیند؟ چرا سلول های در حال تقسیم، کلونی های توده ای بی شکل نیستند، بلکه ساختارهای پیچیده و کاملی از اندام ها و بافت ها را تشکیل می دهند؟ در مکانیک رشد آن زمان، رویکرد علی-تحلیلی پیشنهاد شده توسط W. Ru اتخاذ شد: رشد جنین توسط بسیاری از روابط علت و معلولی سفت و سخت تعیین می شود. اما این رویکرد با نتایج آزمایش‌های G. Driesch که ثابت کرد انحرافات شدید ناشی از تجربی ممکن است با توسعه موفقیت آمیز تداخل نداشته باشد موافق نیست.در عین حال، اجزای منفرد بدن به هیچ وجه از آن ساختارهایی که طبیعی هستند تشکیل نمی شوند - اما آنها تشکیل می شوند! به همین ترتیب، در آزمایش های خود گورویچ، حتی با سانتریفیوژ شدید تخم های دوزیستان، با نقض ساختار قابل مشاهده آنها، توسعه بیشتر به طور مساوی پیش رفت - یعنی به همان روشی که در تخم های دست نخورده به پایان رسید.

برنج. 1 شکل A. G. گورویچ از سال 1914 - تصاویر شماتیک از لایه های سلولی در لوله عصبی جنین کوسه. 1 - پیکربندی تشکیل اولیه (A)، پیکربندی بعدی (B) (خط پررنگ - شکل مشاهده شده، نقطه چین - فرض شده)، 2 - اولیه (C) و پیکربندی مشاهده شده (D)، 3 - اولیه (E)، پیش بینی شده (F) … خطوط عمود بر محورهای طولانی سلول ها را نشان می دهد - "اگر در یک لحظه توسعه معین منحنی عمود بر محورهای سلولی بسازید، می توانید ببینید که با خطوط مرحله بعدی توسعه این ناحیه مطابقت دارد."

A. G. گورویچ یک مطالعه آماری از میتوزها (تقسیمات سلولی) در قسمت های متقارن جنین در حال رشد یا اندام های فردی انجام داد و مفهوم "عامل عادی سازی" را که بعداً مفهوم میدان از آن نشأت گرفت، اثبات کرد. گورویچ ثابت کرد که یک عامل منفرد تصویر کلی توزیع میتوزها را در قسمت‌هایی از جنین کنترل می‌کند، بدون اینکه زمان و مکان دقیق هر یک از آنها را تعیین کند. بدون شک، پیش‌فرض نظریه میدان در فرمول معروف دریش وجود داشت: «سرنوشت احتمالی یک عنصر با موقعیت آن به عنوان یک کل تعیین می‌شود». ترکیب این ایده با اصل عادی سازی، گورویچ را به درک نظم در موجودات زنده به مثابه «فرعیت» عناصر از یک کل واحد - در مقابل «تعامل» آنها سوق می دهد. در کار خود "وراثت به عنوان یک فرآیند تحقق" (1912)، او برای اولین بار مفهوم میدان جنینی - شکل گیری را توسعه داد. در واقع، این پیشنهادی بود برای شکستن دایره باطل: توضیح پیدایش ناهمگونی در میان عناصر اولیه همگن به عنوان تابعی از موقعیت عنصر در مختصات فضایی کل.

پس از آن، گورویچ شروع به جستجوی فرمول قانونی برای توصیف حرکت سلول ها در فرآیند ریخت زایی کرد. او دریافت که در طول رشد مغز در جنین‌های کوسه، «محورهای بلند سلول‌های لایه داخلی اپیتلیوم عصبی در هر زمان معین نه عمود بر سطح شکل‌گیری، بلکه در یک زمان معین جهت‌گیری می‌کنند (15- 20 ') زاویه نسبت به آن. جهت‌گیری زاویه‌ها طبیعی است: اگر در یک لحظه توسعه منحنی عمود بر محورهای سلولی بسازید، می‌بینید که با خطوط مرحله بعدی توسعه این ناحیه منطبق خواهد شد (شکل 1)). به نظر می رسید که سلول ها "می دانند" به کجا تکیه کنند، کجا بکشند تا شکل مورد نظر را بسازند.

برای توضیح این مشاهدات، A. G. گورویچ مفهوم "سطح نیرو" را معرفی کرد که منطبق با کانتور سطح نهایی پایه است و حرکت سلول ها را هدایت می کند. با این حال، خود گورویچ از ناقص بودن این فرضیه آگاه بود. علاوه بر پیچیدگی شکل ریاضی، او از "غایت‌شناسی" این مفهوم راضی نبود (به نظر می‌رسید که حرکت سلول‌ها را تابع شکلی ناموجود و آینده می‌کند). در کار بعدی "درباره مفهوم میدان های جنینی" (1922) "پیکربندی نهایی پایه نه به عنوان یک سطح نیروی جاذبه، بلکه به عنوان سطح هم پتانسیل میدان ناشی از منابع نقطه ای در نظر گرفته می شود." در همین اثر، مفهوم «میدان مورفوژنتیک» برای اولین بار مطرح شد.

این سؤال توسط گورویچ چنان گسترده و جامع مطرح شد که هر نظریه ریخت‌زایی که ممکن است در آینده مطرح شود، در اصل، نوع دیگری از نظریه میدان خواهد بود.

L. V. بلوسف، 1970

فرابنفش بیوژنیک

A. G می نویسد: "پایه ها و ریشه های مشکل میتوژنز در علاقه ی بی وقفه من به پدیده معجزه آسای کاریوکینزیس (به این ترتیب میتوز در اواسط قرن گذشته نامیده می شد. - Ed. Note) گذاشته شد." گورویچ در سال 1941 در یادداشت های زندگی نامه خود."Mitogenesis" - اصطلاحی کاربردی که در آزمایشگاه گورویچ متولد شد و به زودی مورد استفاده عمومی قرار گرفت، معادل مفهوم "تابش میتوژنتیک" است - تابش ماوراء بنفش بسیار ضعیف بافت های حیوانی و گیاهی، که فرآیند تقسیم سلولی را تحریک می کند. میتوز).

A. G. گورویچ به این نتیجه رسید که لازم است میتوزها را در یک جسم زنده نه به عنوان رویدادهای مجزا، بلکه در مجموع، به عنوان چیزی هماهنگ در نظر بگیریم - خواه این میتوزهای کاملاً سازماندهی شده فازهای اول برش تخم مرغ باشد یا میتوزهای به ظاهر تصادفی در بافت های تخم مرغ. یک حیوان یا گیاه بالغ گورویچ معتقد بود که تنها شناخت یکپارچگی ارگانیسم ترکیب فرآیندهای سطوح مولکولی و سلولی با ویژگی های توپوگرافی توزیع میتوزها را ممکن می سازد.

از آغاز دهه 1920 A. G. گورویچ احتمالات مختلفی را از تأثیرات خارجی که باعث تحریک میتوز می شود در نظر گرفت. در میدان دید او مفهوم هورمون های گیاهی بود که در آن زمان توسط گیاه شناس آلمانی G. Haberlandt توسعه یافت. (او دوغابی از سلول های خرد شده را روی بافت گیاه قرار داد و مشاهده کرد که چگونه سلول های بافتی شروع به تقسیم فعال تر می کنند.) اما مشخص نشد که چرا سیگنال شیمیایی روی همه سلول ها به یک شکل تأثیر نمی گذارد، مثلاً چرا سلول های کوچک بیشتر تقسیم می شوند. اغلب نسبت به بزرگ گورویچ پیشنهاد کرد که کل موضوع در ساختار سطح سلول است: شاید در سلول های جوان، عناصر سطحی به روشی خاص سازماندهی شده اند که برای درک سیگنال ها مطلوب است و با رشد سلول، این سازماندهی مختل می شود. (البته در آن زمان مفهومی از گیرنده های هورمونی وجود نداشت.)

با این حال، اگر این فرض درست باشد و توزیع فضایی برخی از عناصر برای درک سیگنال مهم باشد، این فرض به خودی خود نشان می‌دهد که سیگنال ممکن است شیمیایی نباشد، بلکه طبیعت فیزیکی داشته باشد: برای مثال، تشعشعاتی که بر برخی از ساختارهای سلول تأثیر می‌گذارند. سطح تشدید کننده است این ملاحظات در نهایت در آزمایشی که بعداً به طور گسترده شناخته شد تأیید شد.

برنج. 2 القای میتوز در نوک ریشه پیاز (برگرفته از کار "Das Problem der Zellteilung physiologisch betrachtet"، برلین، 1926). توضیحات در متن

در اینجا شرحی از این آزمایش است که در سال 1923 در دانشگاه کریمه انجام شد. ریشه ساطع کننده (سلف)، متصل به لامپ، به صورت افقی تقویت شد و نوک آن به ناحیه مریستم (یعنی به ناحیه تکثیر سلولی، در این مورد نیز در نزدیکی نوک ریشه قرار دارد) هدایت شد. - Ed. نکته) دومین ریشه مشابه (دتکتور) به صورت عمودی ثابت شده است. فاصله بین ریشه ها 2-3 میلی متر بود (شکل 2). در پایان نوردهی، ریشه درک کننده دقیقاً علامت گذاری شد، ثابت شد و به یک سری از بخش های طولی موازی با صفحه میانی بریده شد. مقاطع زیر میکروسکوپ بررسی و تعداد میتوزها در دو طرف تابش شده و شاهد شمارش شد.

در آن زمان قبلاً شناخته شده بود که اختلاف بین تعداد میتوزها (معمولاً 1000-2000) در هر دو نیمه نوک ریشه معمولاً از 3-5٪ تجاوز نمی کند. بنابراین، "غلظت قابل توجه، سیستماتیک، به شدت محدود در تعداد میتوزها" در ناحیه مرکزی ریشه درک کننده - و این همان چیزی است که محققان در بخش ها مشاهده کردند - بدون شک بر تاثیر یک عامل خارجی گواهی می دهد. چیزی که از نوک ریشه سلف نشات می‌گیرد، سلول‌های ریشه آشکارساز را مجبور به تقسیم فعال‌تر کرد (شکل 3).

تحقیقات بیشتر به وضوح نشان داد که این موضوع در مورد تشعشعات است و نه در مورد مواد شیمیایی فرار. ضربه به شکل یک پرتو موازی باریک پخش شد - به محض اینکه ریشه القا کننده کمی به طرف منحرف شد، اثر ناپدید شد. همچنین با قرار دادن یک صفحه شیشه ای بین ریشه ها ناپدید شد. اما اگر صفحه از کوارتز ساخته شده بود، اثر باقی می ماند! این نشان می دهد که تابش ماوراء بنفش است.بعداً، مرزهای طیفی آن با دقت بیشتری تنظیم شد - 190-330 نانومتر، و شدت متوسط در سطح 300-1000 فوتون در ثانیه بر سانتی متر مربع برآورد شد. به عبارت دیگر، تابش میتوژنتیک کشف شده توسط گورویچ متوسط و نزدیک به فرابنفش با شدت بسیار کم بود. (طبق داده های مدرن، شدت حتی کمتر است - به ترتیب ده ها فوتون در ثانیه در هر سانتی متر مربع است.)

برنج. 3 نمایش گرافیکی اثرات چهار آزمایش. جهت مثبت (بالاتر از محور آبسیسا) به معنای غلبه میتوز در سمت تابش شده است.

یک سوال طبیعی: در مورد اشعه ماوراء بنفش طیف خورشیدی، آیا بر تقسیم سلولی تأثیر می گذارد؟ در آزمایشات، چنین تأثیری حذف شد: در کتاب A. G. گورویچ و ال.دی. Gurvich "تابش میتوژنتیک" (M.، Medgiz، 1945)، در بخش توصیه های روش شناختی، به وضوح نشان داده شده است که پنجره ها در طول آزمایش ها باید بسته شوند، نباید شعله های باز و منابع جرقه های الکتریکی در آزمایشگاه ها وجود داشته باشد. علاوه بر این، آزمایش ها لزوماً با کنترل همراه بود. با این حال، باید توجه داشت که شدت UV خورشیدی به طور قابل توجهی بالاتر است، بنابراین، به احتمال زیاد، تاثیر آن بر روی اجسام زنده در طبیعت باید کاملا متفاوت باشد.

کار روی این موضوع پس از انتقال A. G. گورویچ در سال 1925 در دانشگاه مسکو - او به اتفاق آرا به عنوان رئیس گروه بافت شناسی و جنین شناسی دانشکده پزشکی انتخاب شد. تشعشعات میتوژنتیک در مخمرها و سلول‌های باکتریایی، تخم‌های شکافنده توت‌های دریایی و دوزیستان، کشت‌های بافتی، سلول‌های تومورهای بدخیم، سیستم‌های عصبی (از جمله آکسون‌های جدا شده) و سیستم‌های عضلانی، خون ارگانیسم‌های سالم یافت شد. همانطور که از فهرست مشاهده می شود، بافت های غیرقابل شکافت نیز منتشر شده اند - اجازه دهید این واقعیت را به خاطر بسپاریم.

اختلالات رشد لارو خارپشت دریایی نگهداری شده در رگ های کوارتز مهر و موم شده تحت تأثیر تابش طولانی مدت میتوژنتیک کشت های باکتریایی در دهه 30 قرن بیستم توسط J. و M. Magrou در انستیتو پاستور مورد مطالعه قرار گرفت. (امروزه مطالعات مشابهی روی جنین ماهی و دوزیستان در بیوفاسیس دانشگاه دولتی مسکو توسط A. B. Burlakov انجام می شود.)

سوال مهم دیگری که محققان در همان سال ها برای خود مطرح کردند این بود که اثر تشعشع تا کجا در بافت زنده پخش می شود؟ خواننده به یاد می آورد که در آزمایش با ریشه پیاز، یک اثر موضعی مشاهده شد. آیا علاوه بر او، اقدام دوربردی نیز وجود دارد؟ برای ایجاد این، آزمایش‌های مدلی انجام شد: با تابش موضعی لوله‌های بلند پر از محلول‌های گلوکز، پپتون، اسیدهای نوکلئیک و سایر مولکول‌های زیستی، تابش از طریق لوله منتشر شد. سرعت انتشار به اصطلاح تشعشعات ثانویه حدود 30 متر بر ثانیه بود که این فرض را در مورد ماهیت تابشی-شیمیایی فرآیند تأیید کرد. (در اصطلاح مدرن، بیومولکول‌ها، جذب فوتون‌های UV، فلورسانس می‌کردند و فوتونی با طول موج طولانی‌تر ساطع می‌کردند. فوتون‌ها به نوبه‌ی خود باعث دگرگونی‌های شیمیایی بعدی شدند.) در واقع، در برخی آزمایش‌ها، انتشار تشعشع در طول کل مشاهده شد. یک شی بیولوژیکی (مثلاً در ریشه های بلند همان کمان).

گورویچ و همکارانش همچنین نشان دادند که تشعشعات فرابنفش بسیار ضعیف یک منبع فیزیکی، تقسیم سلولی را در ریشه‌های پیاز تقویت می‌کند، همانطور که یک القاگر بیولوژیکی این کار را انجام می‌دهد.

فرمول ما از ویژگی اصلی یک میدان بیولوژیکی در محتوای خود هیچ تشابهی با زمینه های شناخته شده در فیزیک نشان نمی دهد (اگرچه، البته، با آنها در تضاد نیست).

A. G. گورویچ. اصول زیست شناسی تحلیلی و نظریه میدان سلولی

فوتون ها رسانا هستند

اشعه ماوراء بنفش از کجا در یک سلول زنده می آید؟ A. G. گورویچ و همکارانش در آزمایشات خود طیف واکنش های ردوکس غیرآلی آنزیمی و ساده را ثبت کردند. برای مدتی، سوال در مورد منابع تابش میتوژنتیک باز باقی ماند.اما در سال 1933، پس از انتشار فرضیه فوتوشیمیدان V. Frankenburger، وضعیت منشا فوتون های درون سلولی روشن شد. فرانکنبرگر معتقد بود که منبع ظهور کوانتوم های فرابنفش پرانرژی، اعمال نادر ترکیب مجدد رادیکال های آزاد است که در طی فرآیندهای شیمیایی و بیوشیمیایی رخ می دهد و به دلیل نادر بودن آنها، بر تعادل انرژی کلی واکنش ها تأثیر نمی گذارد.

انرژی آزاد شده در طی نوترکیب رادیکال ها توسط مولکول های بستر جذب می شود و با یک مشخصه طیفی از این مولکول ها منتشر می شود. این طرح توسط N. N پالایش شد. سمیونوف (برنده جایزه نوبل آینده) و به این شکل در تمام مقالات و تک نگاری های بعدی در مورد میتوژنز گنجانده شد. مطالعه مدرن شیمی‌تابی سیستم‌های زنده صحت این دیدگاه‌ها را که امروزه عموماً پذیرفته شده‌اند، تأیید کرده است. در اینجا فقط یک مثال وجود دارد: مطالعات پروتئین فلورسنت.

البته، پیوندهای شیمیایی مختلفی در پروتئین جذب می شود، از جمله پیوندهای پپتیدی - در فرابنفش وسط (به شدت - 190-220 نانومتر). اما برای مطالعات فلورسانس، اسیدهای آمینه معطر، به ویژه تریپتوفان، مرتبط هستند. حداکثر جذب آن در 280 نانومتر، فنیل آلانین در 254 نانومتر و تیروزین در 274 نانومتر است. این اسیدهای آمینه با جذب کوانتوم های فرابنفش، سپس آنها را به شکل تشعشعات ثانویه ساطع می کنند - به طور طبیعی، با طول موج طولانی تر، با طیف مشخصه ای از حالت معین از پروتئین. علاوه بر این، اگر حداقل یک باقی مانده تریپتوفان در پروتئین وجود داشته باشد، تنها آن فلورسانس می شود - انرژی جذب شده توسط باقی مانده های تیروزین و فنیل آلانین دوباره به آن توزیع می شود. طیف فلورسانس باقیمانده تریپتوفان به شدت به محیط بستگی دارد - مثلاً این باقیمانده نزدیک سطح گلبول باشد یا داخل و غیره، و این طیف در باند 310-340 نانومتر متفاوت است.

A. G. گورویچ و همکارانش در آزمایش‌های مدلی روی سنتز پپتید نشان دادند که فرآیندهای زنجیره‌ای شامل فوتون‌ها می‌تواند منجر به شکاف (تجزیه نوری) یا سنتز (فتوسنتز) شود. واکنش های فتوسنتز با تشعشع همراه است، در حالی که فرآیندهای فتوسنتز ساطع نمی شوند.

اکنون مشخص شد که چرا همه سلول ها منتشر می کنند، اما در طول میتوز - به ویژه به شدت. فرآیند میتوز انرژی بر است. علاوه بر این، اگر در یک سلول در حال رشد، انباشت و مصرف انرژی به موازات فرآیندهای جذبی انجام شود، در طول میتوز انرژی ذخیره شده توسط سلول در فاز میانی فقط مصرف می شود. از هم پاشیدگی ساختارهای پیچیده درون سلولی (به عنوان مثال، پوسته هسته) و ایجاد برگشت پذیر انرژی مصرف کننده جدید - به عنوان مثال، ابرکویل های کروماتین وجود دارد.

A. G. گورویچ و همکارانش همچنین کار بر روی ثبت تشعشعات میتوژنتیکی با استفاده از شمارنده فوتون انجام دادند. علاوه بر آزمایشگاه گورویچ در IEM لنینگراد، این مطالعات همچنین در لنینگراد، در Phystech تحت A. F. آیوف به رهبری G. M. فرانک، همراه با فیزیکدانان Yu. B. خاریتون و اس.ف. رودیونوف.

در غرب، متخصصان برجسته ای مانند B. Raevsky و R. Oduber در ثبت تشعشعات میتوژنتیک با استفاده از لوله های فتومولتیپلایر مشغول بودند. ما همچنین باید G. Barth، شاگرد فیزیکدان معروف W. Gerlach (بنیانگذار تجزیه و تحلیل طیفی کمی) را به یاد بیاوریم. بارت به مدت دو سال در آزمایشگاه A. G. گورویچ و تحقیقات خود را در آلمان ادامه داد. او نتایج مثبت قابل اعتمادی را در کار با منابع بیولوژیکی و شیمیایی دریافت کرد و علاوه بر این، سهم مهمی در روش شناسی تشخیص تشعشعات بسیار ضعیف داشت. بارث کالیبراسیون حساسیت اولیه و انتخاب فتومولتیپلایرها را انجام داد. امروزه این روش برای همه کسانی که شارهای نور ضعیف را اندازه گیری می کنند اجباری و روتین است. با این حال، دقیقاً غفلت از این امر و برخی الزامات ضروری دیگر بود که اجازه نداد تعدادی از محققان پیش از جنگ به نتایج قانع کننده ای دست یابند.

امروزه داده های چشمگیری در مورد ثبت تشعشعات فوق ضعیف از منابع بیولوژیکی در موسسه بین المللی بیوفیزیک (آلمان) به رهبری F. Popp به دست آمده است. با این حال برخی از مخالفان او نسبت به این آثار تردید دارند. آنها تمایل دارند باور کنند که بیوفوتن ها محصولات جانبی متابولیک هستند، نوعی نویز نوری که معنای بیولوژیکی ندارد. فیزیکدان راینر اولبریچ از دانشگاه گوتینگن تأکید می کند: «گسیل نور یک پدیده کاملاً طبیعی و بدیهی است که با بسیاری از واکنش های شیمیایی همراه است. گونتر روته، زیست‌شناس، وضعیت را به این صورت ارزیابی می‌کند: "بیوفوتون‌ها بدون شک وجود دارند - امروزه این موضوع توسط دستگاه‌های بسیار حساسی که فیزیک مدرن در اختیار دارد به‌طور واضح تایید می‌شود. در مورد تفسیر پاپ (ما در مورد این واقعیت صحبت می کنیم که ظاهراً کروموزوم ها فوتون های منسجم منتشر می کنند. - یادداشت ویرایشگر)، این یک فرضیه زیبا است، اما تأیید تجربی پیشنهادی هنوز برای تشخیص اعتبار آن کاملاً ناکافی است. از سوی دیگر، باید در نظر داشته باشیم که به دست آوردن مدرک در این مورد بسیار دشوار است، زیرا اولاً شدت این تابش فوتون بسیار کم است و ثانیاً روش های کلاسیک تشخیص نور لیزر که در فیزیک استفاده می شود. درخواست در اینجا دشوار است."

در میان آثار بیولوژیکی که از کشور شما منتشر شده است، هیچ چیز به اندازه آثار شما توجه جهان علمی را به خود جلب نمی کند.

از نامه ای از آلبرشت بته در تاریخ 1930-08-01 به A. G. گورویچ

عدم تعادل کنترل شده

پدیده های تنظیمی در پروتوپلاسم A. G. گورویچ پس از آزمایش‌های اولیه‌اش در سانتریفیوژ کردن تخم‌های بارور شده دوزیستان و خارپوستان شروع به گمانه‌زنی کرد. تقریباً 30 سال بعد، هنگام درک نتایج آزمایش‌های میتوژنتیک، این موضوع انگیزه جدیدی دریافت کرد. گورویچ متقاعد شده است که تجزیه و تحلیل ساختاری یک بستر مادی (مجموعه ای از مولکول های زیستی) که بدون توجه به وضعیت عملکردی آن به تأثیرات خارجی واکنش نشان می دهد، بی معنی است. A. G. گورویچ نظریه فیزیولوژیک پروتوپلاسم را فرموله می کند. ماهیت آن این است که سیستم های زنده دارای یک دستگاه مولکولی خاص برای ذخیره انرژی هستند که اساساً غیرتعادلی است. در یک شکل کلی، این تثبیت این ایده است که هجوم انرژی برای بدن نه تنها برای رشد یا کار، بلکه در درجه اول برای حفظ حالتی که ما آن را زنده می نامیم ضروری است.

محققان توجه خود را به این واقعیت جلب کردند که هنگام محدود شدن جریان انرژی، که سطح مشخصی از متابولیسم سیستم زنده را حفظ می کند، لزوماً انفجار تابش میتوژنتیک مشاهده می شود. (با "محدود کردن جریان انرژی" باید کاهش فعالیت سیستم های آنزیمی، سرکوب فرآیندهای مختلف حمل و نقل غشایی، کاهش سطح سنتز و مصرف ترکیبات پرانرژی را درک کرد - یعنی هر فرآیندی که به سلول انرژی می دهد - برای مثال، با خنک کردن برگشت پذیر یک جسم یا با بیهوشی خفیف.) گورویچ مفهوم تشکیلات مولکولی بسیار ناپایدار را با پتانسیل انرژی افزایش یافته، در طبیعت غیرتعادلی و با یک عملکرد مشترک متحد شده است. او آنها را صورت فلکی مولکولی غیرتعادلی (NMCs) نامید.

A. G. گورویچ معتقد بود که فروپاشی NMC، اختلال در سازماندهی پروتوپلاسم است که باعث انفجار تشعشعات شد. در اینجا او اشتراکات زیادی با ایده های A. Szent-Györgyi در مورد مهاجرت انرژی در امتداد سطوح انرژی عمومی مجتمع های پروتئینی دارد. ایده های مشابهی برای اثبات ماهیت تشعشعات "بیوفوتونیک" امروزه توسط F. Popp بیان می شود - او مناطق تحریک مهاجرت را "polaritons" می نامد. از نقطه نظر فیزیک، هیچ چیز غیرعادی در اینجا وجود ندارد. (کدام یک از ساختارهای درون سلولی شناخته شده در حال حاضر می تواند برای نقش NMC در نظریه گورویچ مناسب باشد - این تمرین فکری را به خواننده واگذار می کنیم.)

همچنین به طور تجربی نشان داده شده است که تشعشع زمانی رخ می دهد که بستر به طور مکانیکی تحت تأثیر سانتریفیوژ یا اعمال یک ولتاژ ضعیف قرار گیرد. این امر این امکان را فراهم می کند که بگوییم NMC همچنین دارای نظم مکانی است که هم توسط تأثیر مکانیکی و هم به دلیل محدودیت جریان انرژی مختل شده است.

در نگاه اول، قابل توجه است که NMC، که وجود آن به هجوم انرژی بستگی دارد، بسیار شبیه ساختارهای اتلاف کننده ای است که در سیستم های ترمودینامیکی غیرتعادلی ایجاد می شود، که توسط برنده جایزه نوبل I. R کشف شد. پریگوژین. با این حال، هر کسی که چنین ساختارهایی را مطالعه کرده است (به عنوان مثال، واکنش بلوسوف - ژابوتینسکی) به خوبی می داند که آنها کاملاً دقیقاً از تجربه به تجربه بازتولید نمی شوند، اگرچه شخصیت کلی آنها حفظ شده است. علاوه بر این، آنها به کوچکترین تغییر در پارامترهای یک واکنش شیمیایی و شرایط خارجی بسیار حساس هستند. همه اینها به این معنی است که از آنجایی که اشیاء زنده نیز سازندهای غیرتعادلی هستند، آنها نمی توانند ثبات دینامیکی منحصر به فرد سازمان خود را تنها به دلیل جریان انرژی حفظ کنند. یک فاکتور سفارش واحد سیستم نیز مورد نیاز است. این عامل A. G. گورویچ آن را میدان زیستی نامید.

به طور خلاصه، نسخه نهایی نظریه میدان بیولوژیکی (سلولی) به این شکل است. میدان دارای یک کاراکتر بردار است نه نیرو. (به یاد داشته باشید: میدان نیرو ناحیه ای از فضا است که در هر نقطه از آن نیروی معینی بر جسم آزمایشی قرار داده شده در آن وارد می شود؛ مثلاً یک میدان الکترومغناطیسی. میدان برداری ناحیه ای از فضا است که در هر نقطه از آن یک بردار مشخص داده شده است، به عنوان مثال، بردارهای سرعت ذرات در یک سیال متحرک.) مولکول هایی که در حالت برانگیخته هستند و بنابراین انرژی اضافی دارند، تحت عمل میدان برداری قرار می گیرند. آنها جهت گیری جدیدی به دست می آورند، تغییر شکل می دهند یا در میدان حرکت می کنند نه به دلیل انرژی آن (یعنی نه به همان روشی که با یک ذره باردار در یک میدان الکترومغناطیسی اتفاق می افتد)، بلکه انرژی بالقوه خود را صرف می کنند. بخش قابل توجهی از این انرژی به انرژی جنبشی تبدیل می شود. هنگامی که انرژی اضافی صرف می شود و مولکول به حالت تحریک نشده باز می گردد، اثر میدان بر روی آن متوقف می شود. در نتیجه، نظم مکانی-زمانی در میدان سلولی شکل می گیرد - NMC تشکیل می شود که با افزایش پتانسیل انرژی مشخص می شود.

در یک شکل ساده، مقایسه زیر می تواند این موضوع را روشن کند. اگر مولکول‌هایی که در سلول حرکت می‌کنند اتومبیل باشند و انرژی اضافی آنها بنزین باشد، میدان بیولوژیکی تسکین زمینی را که اتومبیل‌ها در آن حرکت می‌کنند تشکیل می‌دهد. با اطاعت از "تسکین"، مولکول هایی با ویژگی های انرژی مشابه NMC را تشکیل می دهند. همانطور که قبلا ذکر شد، آنها نه تنها از نظر انرژی، بلکه با یک عملکرد مشترک متحد می شوند و اولاً به دلیل جریان انرژی (خودروها بدون بنزین نمی توانند حرکت کنند) و ثانیاً به دلیل عملکرد منظم میدان بیولوژیکی وجود دارند. (خارج از جاده ماشین عبور نمی کند). مولکول‌های منفرد دائماً وارد NMC می‌شوند و از آن خارج می‌شوند، اما کل NMC تا زمانی که مقدار جریان انرژی تغذیه‌کننده آن تغییر کند، پایدار می‌ماند. با کاهش مقدار آن، NMC تجزیه می شود و انرژی ذخیره شده در آن آزاد می شود.

حال تصور کنید که در ناحیه خاصی از بافت زنده، جریان انرژی کاهش یافته است: فروپاشی NMC شدیدتر شده است، بنابراین، شدت تابش افزایش یافته است، همان چیزی که میتوز را کنترل می کند. البته تشعشعات میتوژنتیک ارتباط نزدیکی با میدان دارد - هرچند که بخشی از آن نیست! همانطور که به یاد داریم، در طول پوسیدگی (تجزیه)، انرژی اضافی ساطع می شود، که در NMC بسیج نمی شود و در فرآیندهای سنتز دخالت نمی کند. دقیقاً به این دلیل که در اکثر سلول ها فرآیندهای جذب و تجزیه همزمان اتفاق می افتد، اگرچه در نسبت های مختلف، سلول ها دارای یک رژیم میتوژنتیکی مشخص هستند.در مورد جریان های انرژی نیز چنین است: میدان مستقیماً بر شدت آنها تأثیر نمی گذارد، اما با تشکیل یک «تسکین» فضایی، می تواند به طور مؤثر جهت و توزیع آنها را تنظیم کند.

A. G. گورویچ در طول سال های سخت جنگ بر روی نسخه نهایی نظریه میدان کار کرد. "نظریه میدان بیولوژیکی" در سال 1944 (مسکو: علوم شوروی) و در نسخه بعدی به زبان فرانسه - در سال 1947 منتشر شد. نظریه میدان های بیولوژیکی سلولی حتی در بین طرفداران مفهوم قبلی نیز باعث انتقاد و سوء تفاهم شده است. سرزنش اصلی آنها این بود که گورویچ ظاهراً ایده کل را رها کرد و به اصل تعامل عناصر فردی (یعنی زمینه های سلول های فردی) بازگشت که خود او آن را رد کرد. در مقاله "مفهوم" کل "در پرتو نظریه میدان سلولی" (مجموعه "کارهایی در مورد میتوژنز و نظریه میدان های بیولوژیکی." گورویچ نشان می دهد که اینطور نیست. از آنجایی که میدان‌های تولید شده توسط سلول‌های منفرد فراتر از محدودیت‌های خود هستند، و بردارهای میدان در هر نقطه از فضا طبق قوانین جمع هندسی جمع می‌شوند، مفهوم جدید مفهوم یک میدان "واقعی" را اثبات می‌کند. این در واقع یک میدان انتگرال پویا از تمام سلول های یک اندام (یا ارگانیسم) است که در طول زمان تغییر می کند و دارای ویژگی های یک کل است.

از سال 1948، فعالیت علمی A. G. گورویچ مجبور است عمدتاً در حوزه نظری تمرکز کند. پس از جلسه آگوست آکادمی کشاورزی همه اتحادیه، او فرصتی برای ادامه کار در انستیتوی پزشکی تجربی آکادمی علوم پزشکی روسیه (مدیر آن از زمان تاسیس موسسه در سال 1945) ندید. و در اوایل سپتامبر به هیئت رئیسه فرهنگستان برای بازنشستگی مراجعه کرد. او در سال‌های پایانی عمرش آثار زیادی در زمینه‌های مختلف نظریه میدان زیستی، زیست‌شناسی نظری و روش‌شناسی تحقیقات زیست‌شناسی نوشت. گورویچ این آثار را فصل‌هایی از یک کتاب واحد دانست که در سال 1991 با عنوان «اصول زیست‌شناسی تحلیلی و نظریه میدان‌های سلولی» (مسکو: ناوکا) منتشر شد.

وجود یک سیستم زنده، به بیان دقیق، عمیق ترین مشکل است که در مقایسه با آن، عملکرد آن در سایه باقی می ماند یا باید باقی بماند.

A. G. گورویچ. مبانی بافت شناسی زیست شناسی. Jena، 1930 (به آلمانی)

همدلی بدون درک

آثار A. G. Gurvich در مورد میتوژنز قبل از جنگ جهانی دوم هم در کشور ما و هم در خارج از کشور بسیار محبوب بود. در آزمایشگاه گورویچ، فرآیندهای سرطان زایی به طور فعال مورد مطالعه قرار گرفت، به ویژه، نشان داده شد که خون بیماران سرطانی، بر خلاف خون افراد سالم، منبع تابش میتوژنتیک نیست. در سال 1940 A. G. گورویچ به دلیل کارش در زمینه مطالعه میتوژنتیکی مشکل سرطان جایزه دولتی را دریافت کرد. مفاهیم "میدان" گورویچ هرگز از محبوبیت گسترده ای برخوردار نشدند، اگرچه آنها همیشه علاقه شدیدی را برانگیختند. اما این علاقه به کار و گزارش های او اغلب سطحی مانده است. A. A. لیوبیشچف که همیشه خود را شاگرد A. G. گورویچ، این نگرش را "همدردی بدون درک" توصیف کرد.

در زمان ما، همدردی جای خود را به دشمنی داده است. سهم قابل توجهی در بی اعتبار کردن ایده های A. G. گورویچ توسط برخی از پیروان احتمالی معرفی شد که افکار دانشمند را "بر اساس درک خود" تفسیر کردند. اما نکته اصلی حتی این نیست. ایده های گورویچ خود را در حاشیه مسیری یافت که زیست شناسی «ارتدوکس» طی کرده بود. پس از کشف مارپیچ دوگانه، چشم اندازهای جدید و جذابی در برابر محققان ظاهر شد. زنجیره "ژن - پروتئین - علامت" با بتن بودن آن جذب می شود و به نظر می رسد سهولت به دست آوردن نتیجه. طبیعتاً زیست‌شناسی مولکولی، ژنتیک مولکولی، بیوشیمی به جریان‌های اصلی تبدیل شدند و فرآیندهای کنترل غیر ژنتیکی و غیر آنزیمی در سیستم‌های زنده به تدریج به حاشیه علم پیش رفتند و مطالعه آنها به عنوان یک شغل مشکوک و بیهوده تلقی شد.

برای شاخه های فیزیکوشیمیایی و مولکولی مدرن زیست شناسی، درک یکپارچگی بیگانه است، که A. G. گورویچ ویژگی اساسی موجودات زنده را در نظر گرفت. از سوی دیگر، تجزیه عملاً با کسب دانش جدید برابر است. اولویت با تحقیق در مورد جنبه شیمیایی پدیده است. در مطالعه کروماتین، تاکید بر ساختار اولیه DNA معطوف شده است و در آن ترجیح می دهند که در درجه اول یک ژن را ببینند. اگرچه عدم تعادل فرآیندهای بیولوژیکی به طور رسمی به رسمیت شناخته شده است، هیچ کس نقش مهمی به آن اختصاص نمی دهد: هدف اکثریت قریب به اتفاق آثار تمایز بین "سیاه" و "سفید"، وجود یا عدم وجود پروتئین، فعالیت یا عدم فعالیت یک ژن است.. (بیهوده نیست که ترمودینامیک در بین دانشجویان دانشگاه های زیستی یکی از محبوب ترین و ضعیف ترین شاخه های فیزیک است.) در نیم قرن پس از گورویچ چه چیزهایی را از دست داده ایم، تلفات چقدر زیاد است - پاسخ به این سوال داده خواهد شد. آینده علم

احتمالاً زیست‌شناسی هنوز ایده‌هایی را در مورد یکپارچگی و عدم تعادل موجودات زنده، در مورد یک اصل منظم که این یکپارچگی را تضمین می‌کند، جذب نکرده است. و شاید ایده های گورویچ هنوز در پیش است و تاریخ آنها تازه شروع شده است.

O. G. Gavrish، کاندیدای علوم زیستی