Уникальные технологий геномного маркирования полезных признаков, научные работы и исследование механизмов устойчивости растений к фитопатогенам, засолению, низким температурам. В то время было сложно купить импортные реактивы для анализа, аналитической химии физико-химические свойства веществ.
Созидательная сила фундаментальной науки. Заказ такого оборудования и импортных реактивов … установлены физико-химические свойства белков, входящих в состав …У истоков зарождающейся в Советском Союзе молекулярной биологии стоял и молодой казахстанский ученый Мурат Айтхожин. Поистине наука открывает тем, кто ей служит честно, преданно и всецело, грандиозные перспективы. О том, каких высот достиг ученый на научном поприще, мы вспоминаем накануне 75-летия со дня рождения академика АН КазССР, лауреата Ленинской премии.
Со школьных лет он проявлял большой интерес к биологии. В городском кружке юных натуралистов на опытном участке пытливый ученик вырастил просо, которое было отмечено на Сельскохозяйственной выставке в городе Петропавловске. В 1957 году поступил на биолого- почвенный факультет Казахского государственного университета им. С. М. Кирова. После третьего курса как один из лучших студентов был направлен на практику в Институт биохимии, стал изучать участие полифосфатов в метаболизме микроорганизмов. Работая подолгу вечерами в лаборатории, познакомился с кандидатом биологических наук Александром Спириным, учеником академика Андрея Белозерского, известного своими трудами в области нуклеиновых кислот.
Стал доктором биологических наук, академиком АН СССР, лауреатом Ленинской премии, организовал Институт белка АН СССР. Александр Сергеевич пригласил Мурата к себе в лабораторию. Судьба на многие годы объединила двух молодых людей, двух энтузиастов, интеллектуалов на исследованиях рибонуклеиновых кислот (РНК) в животных клетках. Его студенческая работа по ингибированию РНК-азы диаминами была отмечена в 1961 году первой премией на IV научной конференции студентов Средней Азии и Казахстана в Ашхабаде и опубликована в журнале биохимия. Практически 4–5-й курсы работал в лаборатории, посещая избранные лекции в МГУ. После окончания университета Мурат Абенович поступил к Спирину в аспирантуру МГУ .
После открытия в 1953 году Фрэнсисом Криком и Джоном Уотсоном структуры носителя наследственной информации организма – ДНК, в виде двойной спирали, начала отсчет новая наука – молекулярная биология, которую некоторое время называли физико-химической биологией, так как основные открытия делали физики, сотрудники по рентгеноструктурному анализу белков и нуклеиновых кислот, химики, биологи. Но как закодированная в ДНК информация реализуется в виде нужных белков, которые являются основным строительным материалом всего живого, кто и в каком виде переносит эту информацию к месту назначения и как происходит синтез белков в клетке? Вот вопросы, которые стояли перед учеными того времени.
Впервые в мире открыли в цитоплазме клеток животных комплексы информационной РНК, являющейся молекулой-посредником передачи наследственной информации с ДНК на белок, в виде рибонуклеопротеидных частиц для защиты РНК от атаки агрессивных ферментов расщепления. Авторы назвали их информосомами. Мурат Абенович в 1966 году защитил кандидатскую диссертацию на тему Рибонуклеиновые кислоты в раннем эмбриогенезе вьюна Misgurnusfossilis. Одновременно в Институте молекулярной биологии.
Были открыты информосомы в ядре клеток печени мышей. Затем, уже в Казахстане, М. А. Айтхожиным с учениками установлено существование всех классов информосом в ядре и цитоплазме растительных клеток на всех стадиях развития растения. Одновременно две лаборатории в столице РФ (А. Спирин, Г. Георгиев) на животных клетках и одна (М. Айтхожин) на растениях в изучали физико-химические свойства ядерных и цитоплазматических информосом, их структурно- функциональную организацию, процесс образования истинной мессенжер РНК, которая несет в цитоплазму на печатный станок информацию для синтеза нужного в данный момент клетке и организму в целом белка.
Доказана универсальность рибонуклеопротеидной организации информационной РНК на всех этапах ее существования и функционирования в эукариотических клетках. В 1986 году М. А. Айтхожину вместе с группой ученых АН СССР была присуждена Ленинская премия в области науки и техники за цикл работ Открытие и изучение нового класса внутриклеточных частиц – информосом. Ему было всего 37 лет. С 1966 года научная и научно-организационная деятельность М. А. Айтхожина связана с Академией наук КазССР. С присущей ответственностью и энтузиазмом он приступает к созданию нового векторы биологической науки в Казахстане. В январе 1968 года в Институте ботаники была организована первая в Казахстане лаборатория по молекулярной биологии – белка и нуклеиновых кислот. Это направление исследований останется актуальным в мировой науке еще многие годы. Дату организации этой лаборатории.
Первые ученики, коллеги вспоминают, сколько сил и энергии пришлось приложить, сколько кабинетов надо было обойти Мурату Абеновичу, чтобы добиться выделения финансовых средств на приобретение крайне необходимого и дорогого импортного оборудования. В те годы заказ такого оборудования и импортных реактивов осуществлялся только с разрешения Совета Министров КазССР. Руководство Казахстана поверило в профессиональные и организаторские возможности молодого ученого, в перспективность новой науки. За короткий срок лаборатория была оснащена американскими ультрацентрифугами Beckman, сцинтиляционными счетчиками радиоактивности Nuclear Packard и другими приборами.
Приборы тогда имелись только в столице РФ. Благодаря своей неистощимой энергии при поддержке руководства удалось обменять небольшой деревянный финский домик на Алматинском домостроительном комбинате на готовые секции панельного здания и построить в Академгородке на территории Ботанического сада АН КазССР большое одноэтажное здание лаборатории белка и нуклеиновых кислот. Всегда с благодарностью помнил ту огромную поддержку, которую оказывали на разных люди этапах жизни.
Направление потребовало от ученых новых экспериментальных исследований, специальных знаний и специальной подготовки. Умением организовать работу и увлечь своим энтузиазмом, свободным владением теоретическими и методическими знаниями, огромным трудолюбием, внимательным отношением к сотрудникам, требовательностью к чистоте каждого эксперимента и совместным участием сумел создать сплоченный творческий коллектив з молодых выпускников и студентов КазГУ им. С. М. Кирова. Сотрудники работали с полной отдачей. Главным научным направлением лаборатории стало исследование биосинтеза белка и его регуляции в растениях. Обычно в лаборатории работали до 2–3 часов ночи. Этого требовал длительный непрерывающийся эксперимент, и потом глубокой ночью Мурат Абенович на такси развозил молодых ребят и только после этого ехал к себе домой.
В жизни были и трудные периоды, он переживал, но оставался оптимистом. В начале 70-х годов одним из первых в мировой науке М. А. Айтхожин провел изучение белоксинтезирующего аппарата в растениях. Им впервые была дана полная характеристика физико-химических свойств растительных рибосом и полирибосом – основой машины синтеза белка в организме. Оригинальные работы по созданию гибридных рибосом, состоящих из субчастиц растительного и животного происхождения, с сохранением способности синтезировать белок, доложенные на IV Международном конгрессе по биофизике, были оценены в мире как открытие. Предвидя важную роль информосом в регуляции биосинтеза белка в клетках высших организмов, последующее использование их в практических целях.
Интуиция и опыт экспериментатора позволили ему выбрать необходимый объект исследования – зародыши пшеницы. И, как показали дальнейшие работы в молекулярной биологии растений , они оказались широко используемым и удобным объектом. Помню, как в одну из поездок в Петропавловск к родителям, которых мы очень любили, уважали, Мурат в доходящем до горизонта пшеничном поле собрал колосья пшеницы. Вернувшись, мы дружно, максимально соблюдая условия стерильности, извлекли из зерен зародыши на стадии молочно-восковой спелости, промаркировали, зафиксировали, и вечером он увез их в Алма-Ату для изучения информосом на разных стадиях созревания зерна.
Разработаны специальные методы для выделения информосом из растительных клеток с учетом того, что особенности их структуры и состава делают их исключительно сложным объектом исследований. Итогом огромной поисковой работы явилось открытие всех типов информосом в растениях: ядерные, цитоплазматические полисомно-связанные, свободные цитоплазматические как запасная форма мРНК, активация которой происходит путем полиаденилирования мРНК в ходе раннего прорастания семян пшеницы. В 1976 году М. А. Айтхожин в МГУ им. М. В. Ломоносова защищает докторскую диссертацию на тему Рибонуклеопротеидные частицы высших растений , – работу, которая явилась приоритетом казахстанских ученых. В начале 80-х годов М. А. Айтхожин вместе с сотрудниками лаборатории развил ряд новых направлений исследования биогенеза мРНК и регуляции биосинтеза белка врастениях.
Обнаружены в растениях и полностью охарактеризованы все типы низкомолекулярных ядерных РНК растений , проведена значительная работа по исследованию индивидуальных мРНК и информосом, установлены физико-химические свойства белков, входящих в состав информосом, механизмы действия фитогормонов на биосинтез белка. Большое внимание М. А. Айтхожин уделял проблеме устойчивости растений к различным неблагоприятным условиям среды и разработке новых технологий отбора перспективных генотипов для селекции на основе изучения регуляции экспрессии генома высших растений на трансляционном уровне. Были выделены две группы белков теплового шока и механизмы их индукции при повышении температуры среды на разных стадиях прорастания зародышей пшеницы.
По инициативе и при непосредственном участии Мурата Абеновича, в соответствии с постановлениями об ускоренном развитии современных направлений биологии, постановлениями Совета Министров Казахской ССР и Президиума Академии наук республики, был организован Институт молекулярной биологии и биохимии. Это был один из немногих в республике институтов 1-й категории, исследования проводились на конкурсной основе по Всесоюзной программе по физико-химической биологии и биотехнологические процессы, методы. Потом институт решили расформировать и определили список организаций для передачи лабораторий, потому что в Госплане республики не были заложены средства на научные исследования и содержание института, было прямое финансирование из Москвы. стоит отметить, посчитали, что это дорогая наука. После моей поездки в Москву в Госкомитет по науке и технике к Николаю Лаверову в бюджет Казахстана были переданы необходимые финансовые средства, институту выделены инвалютные рубли на приобретение оборудования и дополнительные штатные единицы с соответствующим финансовым сопровождением.
Основными научными векторыми нового института были определены: изучение биосинтеза белка и его регуляции, биохимия зерновых культур , энзимология Азотного обмена злаковых культур, молекулярные механизмы действия на биосинтез ДНК, РНК и белков и пути метаболизма физиологически активных соединений. Всемирным признанием успехов молекулярной биологии и биохимии Казахстана явилось проведение в 1984 году в Алма-Ате международного симпозиума Перспективы биоорганической химии и молекулярной биологии, в котором участвовали дважды лауреат Нобелевской премии Лайнус Полинг, лауреат Нобелевской премии Дороти Ходжкинс, известные зарубежные специалисты по молекулярной биологии, биохимии и биотехнологические процессы, методы из Америки, Европы, Японии.
Выступил с большим пленарным докладом, который был выслушан с огромным вниманием и интересом. Предвидя будущее биотехнологические процессы, методы и его вклад в социально-экономическое развитие любого государства, М. А. Айтхожин заложил основы биотехнологические процессы, методы в нашей республике, организовав в институте лаборатории клеточной и генной инженерии и создав Казахский Сельскохозяйственный биотехнологический центр. головным учреждением был определен Институт молекулярной биологии и биохимии АН КазССР. В состав этого центра вошли некоторые академические учреждения и отраслевые институты Восточного отделения Всесоюзной академии Сельского хозяйства.
Важное место в его научно-организационной деятельности занимала координация научных исследований, проводимых в республике по физико-химической биологии и биотехнологические процессы, методы. Участие в Межведомственном совете по проблемам физико-химической биологии и биотехнологические процессы, методы при Госкомитете по науке и технике Совета Министров СССР, а Вместе с тем руководство Межведомственным республиканским советом при Президиуме АН КазССР, Казахстанским отделением Всесоюзного биохимического общества значительно повлияли на становление и развитие в республике научных исследований по этим векторым науки, на укрепление контактов с ведущими научными учреждениями в стране и за рубежом. В 1986 году, в переломный для страны и республики период, М. А. Айтхожин возглавил Академию наук Казахской ССР. Вся деятельность руководства Академии наук в тот период была направлена на обеспечение выхода отечественной академической науки на современные рубежи научно-технического прогресса. Для этого были определены приоритетные векторы фундаментальных и прикладных исследований, важные для развития экономики.
Необходимость участия академических учреждений республики в деятельности МНТК, НТК, НПО и инженерных центров, на выполнение заданий международных и союзных целевых научно-технических программ. Результатом этой деятельности стало вхождение ряда институтов АН КазССР в состав двух МНТК, во Всесоюзный инженерно-технический центр Автогенные процессы. Научно-исследовательские институты принимали активное участие в реализации Комплексной программы научно-технического прогресса стран – членов СЭВ.
Разработана республиканская научно-техническая программа Недра, дан прогноз современных тенденций развития наук в республике. Пиняты решения, направленные на повышение роли отделений, которые, по мнению М. А. Айтхожина, должны стать определяющими научно-организационными центрами, ответственными за развитие фундаментальных исследований в соответствующих областях науки в республике. Он безгранично верил в созидательную силу фундаментальной науки, которая должна стать во главе, как теперь мы называем, инновационного развития республики. Будучи руководителем научно-исследовательского института и Академии, проявил себя требовательным и авторитетным руководителем. Он был нетерпим к проявлениям слабого профессионализма, безответственности и недисциплинированности. В особенности он был требователен к достоверности научных результатов, считал, что тот, кто занимается наукой, должен беззаветно служить ей. Одним из приоритетов научно-организационной деятельности М. А. Айтхожина была подготовка молодых научных кадров.
Будучи профессором Казахского государственного университета им. С. М. Кирова, в течение многих лет он читал разработанный им курс молекулярной биологии, спецкурсы по избранным главам биохимии. Он тщательно готовился к каждой лекции, анализируя и обобщая последние достижения ученых, опубликованные в новых поступлениях в библиотеку ведущих иностранных журналов. Мурат Абенович владел английским и французским языками. Он рассказывал, как во время дискуссии французский профессор Жак Вайль спросил, откуда у него такое произношение и построение предложений. На что собеседник ответил: Моей учительницей французского языка была Ивонна Труа, преподаватель Университета Сорбонна и жена французского коммуниста.
Лекции привлекали огромное внимание студентов, стажеров и аспирантов не только биологического, но и других факультетов университета. Открыл в институте филиалы кафедр генетики и молекулярной биологии, физиологии и биохимии растений КазГУ. Институт и сейчас остается одним из базовых научных учреждений для подготовки бакалавров, магистров и ph, можно измерить ph метром, ph метрами, иономером измерение ионов водорода D-докторантов для ряда вузов страны. Будучи президентом Академии наук, большое внимание уделял работе совета молодых ученых, Комиссии по работе с научной молодежью. Традиционными стали организованные по его инициативе встречи-дискуссии членов Президиума Академии наук с молодыми учеными. Были выделены дополнительные финансовые средства для расширения перечня ведущих журналов из-за рубежа по профилям наук, получаемых Центральной научной библиотекой Академии наук.
Суббота для библиотеки была объявлена рабочим днем, чтобы специалисты могли заниматься, тогда не было Интернета. Был создан единственный в среднеазиатском регионе диссертационный совет по защите кандидатских диссертаций по молекулярной биологии и биохимии. Он активно участвовал в общественной жизни нашей республики и СССР, вклад был оценен золотой медалью Советского фонда мира. Имя ученого занесено в золотую книгу почета, на отделении биохимии, биофизики и химии физиологически активных соединений Президиума АН СССР в декабре 1987. Был не только талантливым ученым, государственным и общественным деятелем, но и честным, требовательным, добрым и открытым человеком, принципиальным и терпеливым Учителем, внимательным и отзывчивым собеседником, его отличало тонкое чувство юмора. Он не позволял говорить о его научных заслугах и считал, что еще молод для подведения итогов.
Наш долг, долг его коллег, учеников заключается и в том, чтобы сохранить высокий уровень научно-исследовательских работ в институте, – слишком высоко была установлена планка, развивать новые научные векторы, быть генераторами новых идей, готовить конкурентоспособную молодежь. За первые годы становления независимости Казахстана наука и институт пережили вместе со страной нелегкие периоды. Молодых кандидатов наук, потенциальных докторов наук уехали из страны и сейчас работают в крупнейших университетах. С одной стороны, это свидетельство высокого уровня наших специалистов, соответствия научных направлений института мировым тенденциям развития современной биологии. С другой стороны, заведующие лабораториями, основной кадровый состав подготовили новых специалистов, затратив на это драгоценное время. Часть исследований проводились в тесном международном сотрудничестве по грантам INTAS, INCO- COPERNICUS, USAID, МНТЦ. Институт молекулярной биологии и биохимии им. М. А. Айтхожина является основателем в стране молекулярной и популяционной генетики, исследований генома человека и растений , геномики, этно- и палеогеномики, молекулярной медицины и молекулярной иммунологии. На их основе были разработаны инновационные геномные и протеомные технологические процессы, методы для Сельского хозяйстваимедицины. Эти исследования были начаты впервые в Казахстане в нашем институте в 90-е годы.
Открыты первые в независимом Казахстане лаборатории генома растений , структурной и функциональной геномики, молекулярной иммунологии и иммунобиотехнологические процессы, методы. Получили дальнейшее развитие исследования лабораторий
Биосинтез белка и его регуляции получены приоритетные данные по регуляции синтеза белка у растений на уровне факторов трансляции, впервые разработаны искусственные трансляционные усилители, созданы первые трансгенные (ГМО) растения – картофель с повышенной устойчивостью к засолению среды.
Выявлен ранее неизвестный ферментный комплекс, играющий ключевую роль в Азотном обмене растения. Получили продолжение заложенные исследования по молекулярным механизмам устойчивости растений к фитопатогенам, засолению, низким температурам с использованием новых продвинутых технологий геномного маркирования полезных признаков Сельскохозяйственных культур, выделения генов полезных признаков, созданию исходных улучшенных форм пшеницы и картофеля.
Выявлены полиморфизмы генов, мутации, ассоциированные с наследственной предрасположенностью и развитием сердечно-сосудистых, онкологических (рак молочной железы) и аутоиммунных заболеваний, составляющие основу персонифицированной медицины и фармакогеномики. Проведены обширные исследования в области изучения и использования стволовых клеток для регенеративной медицины. Разработаны новые взгляды на развитие опухолевого процесса при участии иммунной системы. Проведены генотипирование и молекулярно-генетический анализ казахстанских изолятов возбудителей туберкулеза с целью повышения эффективности лекарственной терапии. Созданные инновационные технологические процессы, методы апробированы в НИИ Минздрава РК и способствовали переходу медицины на качественно новый уровень диагностики, профилактики и выявления групп риска, предрасположенности к генопосредованным заболеваниям. Впервые был проведен сравнительный молекулярно-генетический анализ ДНК представителей скифо-сакской цивилизации из уникального кургана п. Берел Восточно-Казахстанской области (живших приблизительно 2 500 лет назад), современных казахов и мирового GenBank.
Работами институтом заложены основы палеогеномики в стране. Институт молекулярной биологии и биохимии продолжает оставаться ведущим научным и консультативным центром по актуальным проблемам биологии, биомедицины и Сельского хозяйства, удобрений: молекулярной и клеточной биологии, молекулярной генетике, молекулярной медицине и иммунологии. В институте много молодых ученых, студентов, они приходят в лаборатории института уже со второго курса. Средний возраст научных сотрудников – 38 лет. И так же, как во времена Мурата Абеновича, по вечерам часто светятся окна многих лабораторий. За короткий период благодаря верно определенному курсу развития страна сделала гигантский рывок вперед, наука Казахстана получила мощный импульс к развитию. Значительно увеличилось финансирование и материально-техническое оснащение науки, молодежь получила возможность обучения в ведущих мировых центрах.