Давид Михайлович Спитковский: на острие научного поиска

Давид Михайлович Спитковский – известный советский и российский радиобиолог. Основной научный интерес Давида Михайловича был сосредоточен на исследовании архитектуры хроматина интерфазного ядра. Именно пространственная организация хроматина определяет профиль экспрессии генома и способность клетки отвечать на различные факторы, связанные с внешним воздействием среды и внутренним воздействием (генетические нарушения).

Родился Д.М. Спитковский 20 сентября 1928 года в Киеве в семье служащего. В 1946 году закончил школу с золотой медалью, и сразу поступил на физико-механический факультет Ленинградского политехнического института, который закончил в 1952 году.

В этом же году выпускника вуза направили на работу в Институт экспериментальной биологии АМН СССР. Сначала Д.М. Спитковский трудился инженером-исследователем в лаборатории биофизики, с 1960 года стал работать младшим, а затем старшим научным сотрудником. В то время исследования молодого ученого были посвящены проблемам молекулярной радиобиологии и биофизики генетического субстрата клеток.

В 1969 году Давид Михайлович защитил докторскую диссертацию на тему «Радиочувствительность дезоксирибонуклеопротеидов соматических клеток как функция их структурной организации».

У Д.М. Спитковского опубликовано 250 научных статей в ведущих научных журналах, несколько монографий и учебников по радиобиологии, изданных в России и за рубежом. Научные исследования, которыми занимался Давид Михайлович с коллегами, имеют очень важное значение для радиобиологии, медицинской генетики, молекулярной биологии и молекулярной генетики.

Больше 35 лет – в одной лаборатории

Лабораторию молекулярной биологии Давид Михайлович возглавил еще в Институте экспериментальной биологии. Поэтому, когда на его базе в 1969 году был создан Институт медицинской генетики АМН СССР, ныне – Медико-генетический научный центр имени академика Н.П. Бочкова, лаборатория стала одним из краеугольных камней нового научного учреждения. Доктор биологических наук, профессор Д.М. Спитковский руководил лабораторией с момента ее основания и по 2005 год. Под его руководством исследовались механизмы влияния ионизирующей радиации в малых дозах на структурно-функциональную и динамическую организацию генетического субстрата в клетках человека в норме, а также при некоторых наследственных и онкологических заболеваниях. Многие работы Давида Михайловича посвящены исследованию механизмов адаптивного ответа и эффекта свидетеля на действие малых доз ионизирующего излучения.

«Давид Михайлович впервые показал, что маркером существенных перестроек пространственной архитектуры ядра лимфоцитов крови может являться перемещение в ядре локусов прицентромерного гетерохроматина участка 1q12 от периферии к центру ядра. Структурные перестройки ассоциированы с развитием адаптивного ответа и эффекта свидетеля. Эти идеи изложены в одной из его последних работ: «Управляющая динамика хроматина в ядрах клеток эукариотов, проблема нестабильности хромосом и репарации двойных разрывов ДНК» (авторы Спитковский Д.М., Вейко Н.Н., Моисеева О.С., Ермаков А.В., Терехов С.М.), которая была опубликована в журнале «Медицинская генетика» в 2005 году», – рассказала главный научный сотрудник лаборатории молекулярной биологии Отдела молекулярных механизмов наследственных нарушений метаболизма, д.б.н., доцент Наталия Николаевна Вейко.

В результате научных изысканий Давид Михайлович предложил новую концепцию механизмов, определяющих дифференцировку и хронологическое старение клеток. Он полагал, что направляющим вектором этих процессов является обусловленная физическими механизмами прогрессивная конденсация сетки хроматина, то есть переход этой системы от менее вероятного, например, в стволовой клетке, к более вероятным (дифференцированные клетки) состояниям с изменениями транскрипции генов.

Идеи ученого в работах учеников

Идеи Давида Михайловича получили развитие в работах его учеников, отметила Н.Н. Вейко. По ее словам, для объяснения длительных биологических эффектов малых доз ионизирующей радиации, сотрудники группы, возглавляемой к.б.н. А.В. Ермаковым, предложили принципиально новый механизм. Ученые впервые показали, что индуктором перестроек пространственной организации хроматина в ответ на любые факторы стресса является транзиторный окислительный стресс. Эти исследования были опубликованы в 2009 году.

«Далее эти же авторы показали, что развитие ответа на облучение происходит с участием внеклеточной ДНК (вкДНК) облученных клеток, которая при взаимодействии с клеточной мембраной индуцирует окислительный стресс. Доказана роль окисленной вкДНК, апоптоза, окислительного стресса и активности белков-рецепторов toll-семейства в развитии адаптивного ответа и эффекта свидетеля при однократном действии на клетки малых доз облучения. Исследования были опубликованы в статье в 2013 году, и вызвали большой интерес в научном мире», – поделилась подробностями Наталия Николаевна.

В последние годы было установлено, что обнаруженный ранее под руководством профессора Д.М. Спитковского эффект перемещения центромерных локусов хромосом от мембраны к центру ядра при действии малых доз радиации на лимфоциты крови, имеет универсальный характер и наблюдается не только в лимфоцитах, но и в мезенхимальных стволовых и раковых стволовых клетках. В раковых стволовых клетках с выраженными хромосомными нарушениями данный эффект блокирован, так же, как и в лимфоцитах больных с мутациями в гене репарации BRCA1, что сопровождается повышенной гибелью клеток.

Концепция, в основе которой лежат идеи Давида Михайловича, получила дальнейшее развитие в более поздних работах лаборатории молекулярной биологии, также рассказала Н.Н. Вейко. Ученики Давида Михайловича показали, что в клетках существует механизм, ограничивающий перестройку хроматина в ответ на стресс. Транскрипция изучаемого района 1q12 с образованием длинных некодирующих РНК приводит к амплификации сателлита III (1q12). Увеличение размера локуса сопровождается блокировкой его перемещения в ответ на стресс. Клетки с большим размером блоков сателлита III (1q12) не способны к развитию адаптивного ответа и гибнут при низком уровне стресса.

Было показано, что старение клеточных популяций ассоциировано с накоплением клеток с большими блоками сателлита III (1q12), которые не отвечают на пролиферативные и иные стимулы, поскольку не способны к перестройке хроматина с целью изменения профиля экспрессии генома в ответ на факторы стресса. Возможно, именно этот эффект лежит в основе старения клеток.

Не только наукой единой

При большой занятости и востребованности Д.М. Спитковский находил время и для научно-организационной деятельности: был членом редколлегии журнала «Радиационная биология. Радиоэкология», диссертационных советов.

Кроме того, Давид Михайлович был не только известным ученым, но и хорошим наставником. К примеру, долгие годы читал профессорский курс лекций для студентов МИФИ, некоторые из которых стали в дальнейшем сотрудниками МГНЦ. До сих пор его ученики, среди которых большое число кандидатов и докторов наук, трудятся не только в России, и в разных странах ближнего и дальнего зарубежья.

Помимо этого, Давид Михайлович стремился претворить в жизнь, как говорится, попробовать на практике, то, что придумал в теории. Поэтому известный ученый был еще и автором нескольких патентов.

Так, придуманная Д.М. Спитковским «Система для термостатирования образцов при работе с иммерсионным объективом» предназначена для определения степени дисперсности хроматина в ядрах клеток.

Еще одно изобретение «Способ детекции нуклеиновых кислот» относится к молекулярной биологии и генетике и может быть использовано в других областях биологии и медицины для нерадиоактивного мечения нуклеиновых кислот. Автор считал, что это упростит и удешевит способ нерадиоактивного мечения и детекции нуклеиновых кислот.

Также можно применять для количественной детекции нерадиоактивно меченых нуклеиновых кислот в других областях биологии и медицины и «Способ флуоресцентной детекции иммобилизованных нуклеиновых кислот». Цель этого изобретения – дифференциальная детекция двух ДНК-гибридизационных зондов в одном образце, исключение работы с радиоактивными препаратами и увеличение стабильности меченых зондов.

Ушел из жизни Давид Михайлович 5 января 2006 года в Москве. В некрологе, который был опубликован в журнале «Медицинская генетика», говорится: «Давид Михайлович обладал удивительной способностью находиться на острие научного поиска, был автором ярких исследований, которые отличались оригинальным творческим подходом и по праву считаются важным вкладом в радиобиологию и смежные науки».

Для своих студентов и коллег Д.М. Спитковский был олицетворением таланта, доброты, интеллигентности. Его с полным правом можно назвать образцом российского ученого – широко эрудированным и честным человеком.

«Сотрудники лаборатории, которые работали под руководством Давида Михайловича, до сих пор часто его вспоминают, как в связи с научными разработками, так и в связи с его теплым отношением к каждому из нас», – подчеркнула Н.Н. Вейко.