Десять лет истории науки: Альберт Сент-Дьердьи. В науку не с того конца

Зачем Альберт Сент-Дьердьи прострелил себе руку и почему будущему нобелевскому лауреату пришлось доказывать свое первенство, читайте в наших рубриках «Как получить Нобелевку»:

Наш нынешний герой оказался героем во всех смыслах. Во-первых, он смог впервые получить чистый витамин С. Во-вторых, раскрыл тайну работы мышц и чуть не стал «проклятием» студентов-медиков, начинающих постигать биохимию. В-третьих, приложил руку к созданию Академии наук Венгрии и стал первым венгерским ученым, который поехал получать Нобелевскую премию прямо из своей родной страны, а не из каких-либо других государств.

Да, Венгрию он покинул, но лишь в послевоенное время, успев стать национальным достоянием. Его харизма, талант просто подавать сложную информацию и жизненная «упертость» сделали Сент-Дьердьи, по сути, отцом редокс-биологии и одним из самых известных ученых США, но давайте обо всем по порядку.

Альберт Сент-Дьердьи (Albert Szent-Györgyi)

Родился 16 сентября 1893 года, Будапешт, Венгрия

Умер 22 октября 1986 года, Вудс-Хол, США

Нобелевская премия по физиологии и медицине 1937 года. Формулировка Нобелевского комитета: «За исследования биологического окисления и в особенности за открытие витамина С и катализа фумаровой кислотой» (for his discoveries in connection with the biological combustion processes, with special reference to vitamin C and the catalysis of fumaric acid).

Только не наука

В детстве, однако, все эти геройские черты себя никак не проявляли. Несмотря на яркую и блистательную научную карьеру, Альберт Сент-Дьердьи, по его собственным словам, был глупым ребенком. Родился он в Будапеште, вторым ребенком в крайне обеспеченной и интеллигентной семье. Его отец, Миклош Сент-Дьердьи, уроженец весьма известного в городе рода, занимался предпринимательством и управлял землями недалеко от столицы, а мать, Йозефина Сент-Дьердьи, была талантливым музыкантом. При этом в ее семье в нескольких поколениях были ученые: отец Джозеф Ленхошшек — анатом в Университете Eötvös Loránd (Университет Будапешта); брат Михай Ленхошшек — анатом и физиолог (работал там же), занимавшийся при всем прочем нейроанатомией и придумавший термин «астроцит», название звездчатой глиальной клетки мозга.

И, конечно, было немного странно, что при таких корнях мальчик получился, мягко говоря, не самый умный. Он терпеть не мог книги и занудные школьные предметы, а сдавать экзамены и переходить из класса в класс ухитрялся чудом. Для этого родители прибегали к помощи репетиторов, которые буквально впихивали в нерадивого подростка знания.

В 16 лет с ним произошла радикальная перемена. Сложно сказать, что стало причиной, но молодой Альберт вдруг почувствовал неуемную тягу к знаниям, будто в нем проснулись «дремавшие» доселе гены мозговитых предков. Корпя над учебниками, он наконец начал вдохновлять родителей, которые радовались тому, что хоть в конце школы не придется нанимать индивидуальных педагогов. При этом Альберт хотел связать свою жизнь с медициной и наукой, чему сильно противился его дядя. Уныло вспоминая безалаберное детство и отрочество Альберта, Михай Ленхошшек небезосновательно считал, что в науке нет места таким глупцам. Кто угодно: дантист, деятель промышленности, фармацевт, но только не ученый.

Тем не менее Альберт доказал всем, что кое-что он в этой жизни может, и закончил школу с отличием, после чего ему более-менее стали доверять и разрешили поступать в медицинскую школу Университета Земмельвейса в Будапеште. Не прошло и половины от всей программы обучения, как просто зубрить медицинские предметы Альберту наскучило. Он обратился к дяде с просьбой устроиться к нему в анатомическую лабораторию. К тому времени тот уже убедился, что из племянника может получиться хороший ученый, поэтому принял того с одним условием: его область работы будет сосредоточена на прямой кишке (тогда тема значилась научным направлением лаборатории).

Возможно, был в этом некий «корыстный» интерес самого Ленхошшека, который страдал от геморроя, но этого мы уже не узнаем. В первой научной статье Сент-Дьердьи, опубликованной в 1913 году (ему тогда было 20 лет), речь шла об эпителии ануса. Потом ученый часто шутил, что именно из-за дяди начал заниматься наукой не с того конца.

«Расправиться» с медициной и получить заветную степень MD Альберту помешала Первая мировая война. Его отправили на фронт, и там будущий нобелиат два года служил военным врачом. В его планы на жизнь входили окончание университета, научные изыскания в биохимии, которая завладела его умом, карьера, семья в конце концов (перед войной он познакомился с дочерью венгерского министра почты – прекрасной Корнелией Демени), и быть застреленным он решительно не хотел. Поэтому решил «помочь» и прострелил себе левую руку, объяснив это вражеской пулей. После этого случая Сент-Дьердьи отправили лечиться обратно в Будапешт. Еще и медаль потом вручили — за отвагу (вполне заслуженно).

Неведомая «зверушка» биохимии

Будапешт в те годы был довольно печальным зрелищем, и после окончания университета в 1917 году Альберт со своей женой отправился дослужить сначала в один из военных госпиталей Северной Италии, а потом, после войны, работать в Пожонь (нынешняя Брастислава, а тогда еще венгерский город). Но как только город отошел Чехословакии, всех венгров оттуда «попросили». Молодой семье пришлось перекочевать обратно в столицу, а потом уже странствовать по лабораториям Лейдена, Гамбурга, Берлина, пока не нашлось теплое и дружественное место в Университете Гронингена (Нидерланды).

Там Сент-Дьердьи оставался четыре года, изучая клеточное дыхание и пытаясь выделить нечто, что было в соке цитрусовых растений, но не давало им быстро окисляться, как, скажем, яблокам или баклажанам. Если этого вещества было мало, то окисление становилось интенсивнее. Ученый решил, что схожий процесс имеет место при хронической недостаточности надпочечников (болезнь Аддисона). Он попытался получить это вещество из надпочечников коровы. Удалось.

Стоит сказать, что все свои работы он сопровождал грамотными статьями, которые пользовались популярностью у научного сообщества. Это сильно помогло нашему герою, когда в Гронингене скончался его научный руководитель. Руководство университета их работу не одобряло. На одной из конференций изрядно упавший духом Альберт вдруг услышал, как на весь огромный зал с маститыми профессорами один из его трудов вдруг похвалил сам сэр Фредерик Хопкинс, нобелевский лауреат 1929 года (про него уже была статья. Естественно, после доклада Сент-Дьердьи поспешил ему представиться лично и получил свой пригласительный «золотой билет» в Кембридж.

Там он продолжил добывать найденное им в цитрусовых и надпочечниках вещество, даже примерно по свойствам определил его химический состав — С₆Н₈О₆. Но без названия свой результат публиковать нельзя, поэтому сначала автор назвал его «я не знаю», что в переводе звучит как «ignosco», но на биохимический лад называлось «игнозой» (Ignose) и выдавало в веществе «углеводную» природу. Редактор журнала шутку юмора не понял, поэтому пришлось соединение переименовать, и стало оно «гексуроновой кислотой» (ибо шесть атомов углерода). Впрочем, сейчас гексуроновой кислотой называют другое вещество.

Счастливый Сент-Дьердьи за это открытие получил степень PhD, а вскоре (в возрасте 36 лет) отправился в США на Международный физиологический конгресс в Бостоне, где очень удачно познакомился с представителями клиники Майо, пригласившими его поработать с кислотой у них. Поскольку рядом с клиникой располагалось несколько скотобоен, а поставки надпочечников ему обещали наладить в гигантских масштабах, ученый согласился и в итоге выделил из живого материала целую унцию (около 30 грамм) чистейшей «гексуронки». Но точная формула все никак не находилась, так как вещества все равно оставалось слишком мало.

Впечатленный успехами земляка, министр внутренних дел Венгрии Куно фон Клебельсберг решил, что его необходимо вернуть на родину, и предложил тому пост главы факультета медицинской химии в Университете Сегеды. И вот в свои 38 лет Сент-Дьердьи — уже декан и любимый студентами лектор, ведь он всегда неформально и очень ярко преподносил материал любой сложности.

Интриги

С периодом в Сегеде связан самый головокружительный этап жизни ученого. Он талантлив, амбициозен, его уважают исследователи по всему миру, он стоит на пороге большого открытия: догадывался, что его кислота не что иное, как витамин С. Тем не менее Сент-Дьердьи был очень аккуратен и не спешил делать громких заявлений без уверенности в их правде. В конце 1931 года к его работе присоединился американец Джозеф Свирбели, который одно время работал вместе Чарльзом Кингом в Питтсбурге над выделением витамина С и заверил Альберта, что может узнать, есть ли в его веществе заветное соединение. Для этого нужно было всего лишь полечить им кроликов с цингой.

На радость исследователю, опыт удался, животные выздоровели, но появилась проблема: выделенный в клинике Майо витамин кончился, а достать столько же надпочечников в Европе не получалось (из фруктов ученый тогда не мог достать чистое соединение). И тут к Альберту пришло озарение: в сладком перце (Capsicum annuum), как выяснилось, витамина С около 2 мг на 1 г массы, то есть очень много. А если еще учесть, что Сегеда значилась столицей паприки в Венгрии… Витамин начали производить в промышленных масштабах и назвали аскорбиновой кислотой, по названию цинги (scorbutus), от которой она спасала.

Работа закипела, формулу определили, ученые готовились к большой публикации в Nature, но тут внезапно начались интриги со стороны американского «конкурента» — Кинга, который в гонке за первенство умудрился опубликоваться в Science (американское же издательство) и рассказать о том, что витамин С полностью идентичен гексуроновой кислоте, не упоминая при этом авторство Сент-Дьердьи, а затем еще и подать заявку на патент. При этом сторонники Кинга еще и обвиняли Альберта в плагиате. Но хорошо, что исследователя знали очень многие, а быстро выпущенное опровержение помогло устранить последствия хамства, оправдаться и присвоить по праву заслуженное первенство себе.

Аскорбинка, однако, была не единственным направлением работы Сент-Дьердьи. Он активно занимался вообще всей дыхательной цепью, изучал яблочную, фумаровую и янтарную кислоты в их реакциях с мышечной тканью, предполагая, что они катализируют реакции и просто переносят водород из энергоемкого углевода в белки цитохромы — непосредственно туда, где образуется энергия в виде АТФ. В год получения Нобелевской премии он понял, что процесс этот цикличен, и всего лишь маленький шаг не дал ему опередить в завершении биохимического «паззла» его друга Ханса Кребса, который показал, что ключ к процессу — лимонная кислота. За расшифровку цикла Кребс уже в 1953 году получил своего «Нобеля», впоследствии назвав процесс циклом трикарбоновых кислот.

А Нобелевская премия 1937 года по физиологии и медицине единолично досталась Сент-Дьердьи, чем он был немало удивлен. Нужно сказать, что в том же году по химии премию вручили его коллеге Нормену Хуорсу, которому он как раз и посылал образцы вещества на разгадку, а также Паулю Карреру — тоже за витамин С.

Рождение биоэнергетики

Казалось бы, можно успокоиться и почивать на лаврах, но наш герой не из таких. Клеточное дыхание — мышечное дыхание — мышечная работа — биохимия мышечного сокращения. Примерно так выглядел его дальнейший научный путь, который он развивал до начала Второй мировой войны в Венгрии, а после нее переехал со своими идеями и наработками в США. До эмиграции ученый выяснил, что сокращение мышечного волокна можно объяснить взаимодействием мышечного белка миозина с АТФ с ее последующим расщеплением, а потом нашел еще и актин — другой белок, еще сильнее реагирующий на АТФ. В 1944 году по итогам этой работы научная группа Сень-Дьердьи опубликовала целый цикл статей «Исследования мышц в институте медицинской химии», где ученые рассказали о результатах пятилетней работы.

Свержение нацизма ученого сильно обрадовало, так как в военное время из-за своих смелых высказываний и активной помощи в отношении исследователей-евреев он испытывал многочисленные проблемы. Впрочем, особой приязни к СССР у Сент-Дьердьи не было. Поэтому, когда подвернулся вариант, он быстро переехал со своей второй женой (с первой развелся в 1941-м) в Массачусетс и принялся за развитие фонда для перемещения ученых из своей научной группы в США. Однако там дело провалилось, но получило неожиданную поддержку Национального института здоровья в Бетесде (куда потом перебрался Сент-Дьердьи) и фонда Рокфеллера.

Благодаря своей работе с мышцами, развитию Института исследования мышц, в который потом он переименовал свой фонд, а также серии легко и с юмором написанных книг про всю свою историю с изучением мышечной системы, ученый стал на одну ступень с самыми известными умами Америки. Его приглашали читать лекции, выступать на телевидении и радио, его непростой судьбой интересовались биографы и писатели.

При этом Сент-Дьердьи не отходил от своего призвания и в конце 1950-х занялся изучением рака, что привело его к исследованию свободных радикалов.

Ряд неудач, в том числе в «мышечных работах» и непризнание его идей о квантовой природе рака, поставили его на грань банкротства, но медийность свела Альберта с государственным уполномоченным Франклином Солсбери и привела к созданию Национального фонда исследования рака, который Сент-Дьердьи возглавил на девятом десятке своей жизни. Этот фонд позволил онкологии сильно продвинуться вперед во многом за счет проекта «лаборатория без границ», где могли работать люди из совершенно разных научных групп. Увы, к 90 годам ученый разругался с другими руководителями фонда. В результате он остался без средств на собственную работу, на которую, впрочем, уже не оставалось сил. В этой битве человека с раком рак победил: в возрасте 93 лет один из самых активных нобелевских лауреатов скончался от лейкемии.

Автор: Анна Хоружая

Рубрика "Десять лет истории науки" реализуется в рамках инициатив "Юбилейные мероприятия" и "Работа с опытом" Десятилетия науки и технологий.