Конкурс «био/мол/текст»-2015

Эта работа опубликована в номинации «Лучший обзор» конкурса «био/мол/текст»-2015.

---

Спонсором номинации «Лучшая статья о механизмах старения и долголетия» является фонд «Наука за продление жизни». Спонсором приза зрительских симпатий выступила фирма Helicon.

---

Спонсоры конкурса: лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Введение. Разделение движением

На стадионе готовится к старту велогонка. Спортсмены выстраиваются вдоль стартовой линии. Выстрел — и они, надавив на педали, устремляются вперед. Постепенно гонка растягивается. Сильные и подготовленные вырываются вперед, а более слабых трудная трасса задерживает, и они отстают все больше и больше. Велогонка — жизненная аналогия метода, получившего название «хроматографический» и применяемого для определения веществ, их разделения и очистки [1]. Как трасса разделяет спортсменов в зависимости от их подготовленности, так и хроматографическая колонка разделяет молекулы в зависимости от их умения «пробираться» через заполняющий ее адсорбент.

Хроматографическое разделение можно сравнить и с бурным горным потоком, который захватывает с собой и крупные валуны, и гальку, и обломки деревьев, и траву. Валуны оседают первыми, а куски дерева могут доплыть до самого моря.

Зеленый: листья тиса

1903 год. Фитофизиолог Михаил Цвет выступает перед Варшавским обществом естествоиспытателей. Его доклад посвящен фильтрации растительных пигментов через адсорбент.

Листья тиса он растер в кашицу, смешал с жидкостью и залил в стеклянную трубку, в которой находился порошок-адсорбент. Результат удивил самого ученого. Получилось нечто очень красивое: из воронки сначала потекла бесцветная, потом желтая жидкость. А вверху образовалось зеленое кольцо, у которого быстро появилась желтая кайма. Кольцо тоже было непростое: сине-зеленое внизу, вверху оно переливалось оттенками желто-зеленого [2].

Пока еще никто не знает, что Михаил Цвет стоит на пути великого открытия. В своем докладе он не высказывает революционных идей. Он обсуждает электростатическое взаимодействие сорбата с сорбентом, но не делает вывода о том, что верхний желто-зеленый слой — это хлорофилл b, а нижний сине-зеленый— хлорофилл a.

Исторически этот доклад связывают с рождением новой науки — хроматографии. Происходит это за 6 лет до того, как Милликен проведет свой опыт по измерению заряда электрона, за 8 лет до опытов Резерфорда с альфа-частицами и за 10 лет до того, как Нильс Бор предложит свою модель строения атома.

Синий: Женевское озеро

Русский ботаник Михаил Семёнович Цвет родился 14 мая 1872 года в итальянском городе Асти.

Его отец, Семён Цвет, был человеком деятельным и светским. Он занимался литературой (особенно публицистикой), писал работы на экономические темы, боролся с несправедливостью, часто конфликтовал с влиятельными лицами [3]. Он был со всеми знаком: переписывался с Тургеневым, чуть было не вступил в брак с Софьей Корвин-Круковской (будущим великим математиком Софьей Ковалевской), был принят у музы Пушкина Анны Петровны Керн.

Семён Николаевич постоянно находился на государственной службе и к обязанностям своим относился крайне ревностно. В 1872 году он заведовал Каменец-Подольской казенной палатой, то есть был главным над всем казенным аппаратом, включая управление государственным имуществом и строительством.

Мать Михаила Цвета звали Мария да Дороцца. По национальности она была итальянкой, хотя родилась в Турции и долгие годы жила в России.

По дороге на итальянский курорт Арона супруги Цветы заехали в прелестный старинный городок Асти. Там, в отеле «Реал», что стоит напротив знаменитого палаццо поэта Витторио Альфьери, родился их сын Микеле. Мальчик родился слабеньким. Очень скоро Мария да Дороцца умерла. Отец не долго оставался с единственным сыном.

Спустя три месяца Семён Цвет вернулся в Петербург, на государственную службу, оставив маленького сына с кормилицей в Лозанне.

О Швейцарии говорят, что бог, желая компенсировать этой стране отсутствие выхода к морю, наделил ее просто райской красотой. Синева широкого Женевского озера, красные черепичные крыши домов, белые вершины гор — таким пейзажам могут позавидовать все другие страны. Михаил Цвет рос в Лозанне, и его родным языком был французский. Когда ему исполнилось 12 лет, в Женеву переселились его отец, сестра и брат. Тогда Цвет впервые услышал русскую речь.

Окончив в Женеве гимназию, Михаил стал студентом факультета естественных наук Женевского университета. В качестве специализации он выбрал ботанику. Для исследований клеток, которыми занимался Цвет, требовалось самостоятельно изготавливать препараты. Их нужно было окрашивать, чтобы сделать клетки видимыми под микроскопом. Препараты нужно было очищать, в первую очередь сорбционными методами. Приборы тоже изготавливали сами исследователи.

Окончив университет, Цвет за полтора года подготовил диссертацию и с блеском ее защитил. В протоколе заседания было записано, что «по сложности и приему, которым автор ее осуществил, эта работа стоит выше многих других докторских диссертаций» [3].

В 1896 году отдохнуть и поправить здоровье Цвет отправился в Италию — главную здравницу XIX века. В путешествии по Италии Цвет в первую очередь спешил увидеть ботанические сады. Выросшие до 5–10 метров тропические деревья привели Михаила в восторг: «Сколько работ можно сделать на таком материале!» [3].

За научные заслуги Цвету предложили место ассистента в одном из ботанических учреждений Генуи. Можно было принять это предложение и работать в прекрасных ботанических садах.

В то время отец Михаила с многочисленными детьми (от третьего и четвертого браков) вернулся в Россию. Семён Цвет говорил: «Дети должны иметь Родину» [3]. Он не сомневался, что сын последует за ним.

Желтый: солнце Петербурга

В 1896 году Михаил Цвет записал в дневнике: «Вернулся в Россию» [3]. Он сошел с трапа корабля в порту Одессы. По-русски Михаил говорил с французским акцентом. Сначала он поселился в доме у отца в Симферополе.

Михаил рассчитывал получить место преподавателя в Новороссийском университете. Он ждал назначения и гулял по Крымским горам, собирая гербарии. Но назначения все не было. Работы Цвету никто не предлагал. Михаил решил уехать в главный центр научной жизни России — Петербург. Там можно было получить место в Кабинете анатомии и физиологии растений Академии наук.

В середине декабря в Петербурге солнце поднимается над горизонтом лишь на пару часов. Сырость и ветрá в это время года такие, что человек быстро начинает жалеть о том, что вообще оказался на улице. В это неприятное время приехал в Петербург Михаил Цвет. Оказалось, что он чуть-чуть опоздал: Кабинет только-только принял на работу нового лаборанта.

Других открытых вакансий не было ни в Академии, ни в университете, ни в ботаническом саду. «Оплачиваемой штатной работы по-прежнему нет, а бегать по частным урокам тоскливо», — написал Цвет своему другу [3]. К тому же возникли проблемы с женевским дипломом.

Сегодня мы уже не удивляемся тому, что диссертация, о которой столь восторженно отзывались в Женеве, не признается в России. Столь высоки были требования в российской высшей школе: швейцарский диплом доктора приравнивался лишь к дипломной работе выпускника российского университета. Цвет срочно должен был написать магистерскую диссертацию.

Той зимой Цвет пожалел, что приехал в Россию: «В течение тех шести с лишним месяцев, что я в России, я тщетно пытаюсь заставить себя почувствовать, что в моей груди бьется русское сердце! Я пересек всю Россию. Я посетил Москву, святой город, и мои глаза и уши были широко открыты. Ничто не дрогнуло, ничто не отозвалось во мне. На своей родине я чувствую себя иностранцем. И это чувство меня глубоко и отчаянно удручает. Теперь мне жаль, что я покинул Европу...» [3].

Но не все было так печально. В Петербурге Цвет познакомился с Петром Францевичем Лесгафтом — человеком чрезвычайно широких научных интересов [4]. Лесгафту было тогда 60 лет, он был признанным биологом, автором книги «Основы теоретической анатомии», популярным лектором и основателем Биологической лаборатории.

Цвет поступил на работу в Биологическую лабораторию. В начале 1898 года он уже заведовал ботаническим отделением и преподавал ботанику слушательницам курсов. На лабораторные работы к нему ходили 75 девушек.

Желающих было так много, что заниматься приходилось посменно. Первая смена начиналась в 6 утра. В темноте, зимой, закутанные в шубки и шали, спешили девушки по пустынным улицам Петербурга. Иногда попутная конка подвозила их — хоть чуть-чуть, хоть куда-нибудь. Точно так же добирался до лекционного зала и Михаил Цвет. Часть занятий проходила на квартире у Лесгафта.

Год спустя письма Цвета женевским друзьям были другими: «Мы, русские — со всех точек зрения я могу сказать “мы”, потому что я достиг того, что стал совсем похож на своих соотечественников» [3]. Поступило предложение работать в Германии — Цвет от него отказался.

Сдавать магистерский экзамен и защищать диссертацию Цвет отправился в Казань. В Санкт-Петербурге один только профессор Ф.Я. Гоби имел право принимать экзамен по ботанике. Но Гоби был бесконечно предан мхам и водорослям и ожидал такого же интереса от экзаменуемых. Неосведомленность о мельчайших подробностях жизни низших растений Франц Яковлевич считал преступлением. Михаил Цвет никогда не работал в этой области и побоялся провалить экзамен.

Сдав экзамен и защитив в Казани магистерскую диссертацию, Цвет был принят в приват-доценты Казанского университета. В то время университет выдвинул ходатайство о введении третьей профессуры по ботанике (третьей преподавательской ставки, говоря современным языком) для преподавания анатомии и физиологии растений. У Цвета были все шансы ее получить.

Одновременно Цвет узнал, что прошел по конкурсу в Варшавский университет на должность ассистента кафедры анатомии и физиологии растений.

Казань была очень перспективным «журавлем в небе»: профессорская должность, если ходатайство удовлетворят, и возможность создать новую лабораторию. В Варшаве должность была намного скромнее, но лаборатория по физиологии растений уже была.

В январе 1902 года Цвет переехал в Варшаву.

Красный: профессура в Варшаве

Окончательно присоединив Польшу к своим владениям в 1815 году, российское правительство незамедлительно открыло русскоязычное высшее учебное заведение — Варшавский университет. К концу 19 века он стал крупнейшим университетом России.

Обязанности Цвета как ассистента кафедры физиологии растений — помощь в проведении практических занятий со студентами. Эта работа отнимала много времени, потому что лаборатория была маленькой, и студенты занимались в две группы. Заработанные деньги Цвет тратил на реактивы для собственных исследований.

В 1904–1905 годах польские студенты активно участвовали в революционных выступлениях. Российское правительство быстро закрыло университет — что называется, от греха подальше: два года занятия не проводились вообще. Полностью учебный процесс возобновился лишь в 1908-м.

Преподавателей никто не выгонял, но и жалованья им тоже не платили. Для заработка Цвет читал лекции в Политехническом университете и Ветеринарном институте, а бόльшую часть времени ставил опыты в своей лаборатории. Нет денег, но и нет возни со студентами, которая отрывала бы от научной работы. Из экономии ночевал Цвет там же, в лаборатории, прямо на столе [5].

В библиотеке Варшавского университета работала Елена Трусевич. Елена не только владела несколькими языками и удивительно хорошо ориентировалась в хранившихся в библиотеке научных публикациях, но и обладала твердым и решительным характером. В 1907 году Михаил Цвет и Елена Трусевич поженились. Елена и хозяйство наладила, и в работе мужу помогла, подбирая для него нужные печатные статьи.

Для Михаила Цвета годы работы в Варшаве были наиболее плодотворными. Количество проведенных им опытов исчислялось сотнями. Сделав в 1903 году доклад об адсорбции, в 1905-м Цвет оформил свой метод в новую науку. Прозвучало название — цветопись. Цвет создал хроматографию.

Совершенствуя хроматографический метод, пробуя различные адсорбенты (соли ртути, калия, бария, урана, гидрат окиси алюминия, сахар, землю, толченый мел), Цвет вел исследования для своей — уже третьей по счету — диссертации, которая называлась «Хромофиллы в растительном и животном мире» [4]. Защитившись в 1910-м, в 1911 году Цвет получил премию Ахматова — 1000 рублей [5].

Конец всему положила война. Она прервала контакты Цвета с европейскими лабораториями. Она выдернула студентов с занятий.

Война также погубила весь архив Цвета. Варшавский политехнический университет в 1914 году поспешно эвакуировали в Москву, а затем перевели в Нижний Новгород. В это время Цвет с женой и тещей уехал на лечение в Одессу. Научные материалы ученого и его библиотека пропали.

Оранжевый: черепичные крыши Дерпта

После возвращения из Варшавы Цвет неоднократно подавал заявления в различные российские университеты, но ни разу не набрал нужного количества избирательных шаров. Лишь в 1917 году он получил профессорскую кафедру в Дерпте (Юрьев, а ныне — Тарту).

В марте 1918 года германские войска, оккупировавшие Дерпт, окончательно прекратили деятельность университета как русского учреждения. Немцы предложили преподавателям и студентам добровольно покинуть Лифляндию. Революция ослабила военные возможности России, так что надеяться на победное контрнаступление русских войск было трудно. Надо было уезжать.

18 мая 1918 года Большая государственная комиссия по просвещению издала постановление: «Считать необходимым учреждение университета в г. Воронеже, для чего использовать имущество и свободный персонал эвакуированных университетов. С этой целью войти с предложением в Совет народных комиссаров о содействии в переезде юрьевских профессоров вместе со студентами и архивом университета в Воронеж. Ассигновать на перестройку зданий под университет 500 000 рублей» [3].

Для эвакуации университета из оккупированного Юрьева было выделено два поезда. Поскольку немцы не только запретили вывозить оборудование университета, но и описали личное имущество живших при нем преподавателей, семья Цветов приехала в Воронеж практически без вещей.

Фиолетовый: сумерки в Воронеже

На улице Халютинская — так ее назвали по имени одного из домовладельцев — селилась в основном воронежская интеллигенция. Ветеринарный врач Алексей Иванович Веревкин в 1911 году выкупил на ней большую усадьбу. Два главных дома (номер 18 и номер 20), фасады которых выходили на улицу, он отвел под им же основанную земскую 4-х классную фельдшерскую школу, первую в России. Это были большие кирпичные дома, с побеленными стенами, металлической крышей, каменными наличниками на окнах первого этажа и резными деревянными — второго. В этом доме жили и сам Веревкин, и некоторые слушатели школы.

В саду, скрытый за деревьями, стоял небольшой флигель. Этот флигель Веревкин предоставил Цвету и его жене. Обстановка была самая скромная — стол, стул, этажерка, кровать... Всем этим обеспечил квартирантов гостеприимный хозяин, потому что вещи Цветов остались в Дерпте.

Ноябрь 1918 года. Исхудавший Михаил Цвет сидит у заклеенного окна в маленькой комнате. Окно выходит в сад, где листья уже облетели, а снег только местами прилег на дорожки и клумбы.

Цвет смотрит, как последние признаки дня растворяются в сумраке, и сад становится одной темной массой. Он зажигает керосиновую лампу. В стекле, по которому медленно стекают дождевые капли, отражаются и желтый свет лампы, и бледное лицо с резкими чертами и с бородкой клинышком.

Аккуратным почерком с наклоном, с завитками у заглавных букв и словно срезанной наискосок буквой «т», он пишет: «Страдая пороком сердца, я не могу много и долго ходить. Поэтому я прошу Правление войти в мое положение и дать мне физическую возможность приступить к лекциям, приблизив меня, так сказать, к месту деятельности, т.е. отведя временно место в помещении при университете (некоторые служащие пользуются этим). Я мог бы поселиться временно при заведуемом мною Ботаническом институте, где при достаточно обширном помещении могли быть выделены, без всякого ущерба для лаборатории, под мое жилище две совершенно изолированные, с отдельным входом маленькие комнатки» [3].

От флигеля до университета — 3 километра. Казалось бы, это не расстояние для ботаника, который привык совершать длительные пешие прогулки по Альпам или Крымским горам в охоте за гербариями.

Хотя Цвету всего 46 лет, невзгоды и лишения подорвали его здоровье. Ему нужно 5 минут, чтобы подняться на второй этаж, а улицы Воронежа изобилуют подъемами и спусками. Совершать ежедневный моцион до университета Цвет не в состоянии. Он с трудом прогуливается по тропинке до высокого берега реки Воронеж. Часами стоит он на этом обрыве, любуясь заречными далями.

Пока Цвет пишет во все университетские инстанции и ищет способ перебраться поближе к месту службы, ему, как «уклоняющемуся от чтения лекций», перестают выплачивать жалованье.

Только 8 апреля 1919 года Цвету удается добиться права пользоваться казенным транспортом, а именно — телегой с лошадью. На следующий день он едет в университет и начинает преподавательскую деятельность.

Голубой: весеннее небо

В далеком 1919 году перспективы хроматографии не были очевидны. Уже через 20 лет после смерти Цвета Нобелевский комитет трижды присудил премию за успешное применение хроматографии в различных областях фундаментальной науки: Карреру за изучение каротиноидов, флавинов и витаминов А и В₂ (1937), Куну за работы по каротиноидам и витаминам (1938), Бутенандту за исследование половых гормонов и Ружичке за изучение полиметиленов и высших терпенов (1939). Несомненно, если бы Цвет дожил до массового применения его открытия, он был бы в числе нобелевских лауреатов.

На территории воронежского Акатова монастыря можно найти надгробный памятник с надписью: «Ему дано открыть хроматографию — разделяющую молекулы, объединяющую людей». Этим памятником на предполагаемой могиле Цвета потомки выразили благодарность выдающемуся русскому ученому, создателю хроматографии, которая одновременно «есть наука, явление и практический метод».

Старые фотографии, с истекшим авторским правом, взяты из интернета.

Литература

1. Сборник «Хроматография на благо России». М.: Граница, 2007. — 688 с.;
2. Сборник «100 лет Хроматографии». М.: Наука, 2003. — 739 с.;
3. Сенченкова Е.М. М.С. Цвет — создатель хроматографии. М.: Янус-К, 1997. — 440 с.;
4. Цвет М.С. Избранные труды / отв. ред. Ю. А. Золотов. — М.: Наука, 2013. — 679 с.;
5. Штейнберг М. Толченый мел профессора Цвета. Воронеж: Изд-во ВГУ, 2014. — 15 с.;
6. Шаповалова Е.Н. и Пирогов А.В. Хроматографические методы анализа (методическое пособие для специального курса). Москва: МГУ, 2007. — 204 с.;
7. Гиндуллина Т.М. и Дубова Н.М.. Хроматографические методы анализа (учебно-методическое пособие). Томск: Издательство Томского политехнического университета, 2010. — 80 с.;
8. Сафонов В.В. (1999). Хроматография в современной химии. Химия. № 32;
9. Хроматография. (2010). Сайт «Биоаналитическое оборудование»;
10. Даванков В.А. и Яшин Я.И. (2003). Сто лет хроматографии. Вестник Российской академии наук. 73, 637–646.