Сайт кафедры биофизики физического факультета МГУ

В.А. Твердислов к 50-летию кафедры

( 0 )
Hits: 3411
Российская биофизика как направление формировалась в среде выдающихся русских
ученых начала XX века — физиков, биологов, медиков,
тесно связанных с Московским университетом. Среди них были
П. Н. Лебедев, Н. А. Умов, К. А. Тимирязев, И. М. Сеченов, Н. К. Кольцов,
В. И. Вернадский, П. П. Лазарев, позднее С. И. Вавилов, В. Л. Левшин,
В. В. Шулейкин, А. Л. Чижевский, Н. В. Тимофеев-Ресовский и многие дру-
гие. Первые научные семинары, касавшиеся физики живых систем (фото-
синтез, зрение, возбудимость, термодинамика и электромагнетизм), про-
ходили в физической лаборатории П. Н. Лебедева. Первый в России лек-
ционный курс под названием «Биофизика» был прочитан для врачей при
клинике Московского университета в 1922 году П. П. Лазаревым.
П. П. Лазарев окончил медицинский факультет Московского универ-
ситета в 1901 году, сдал полный курс физики и математики и работал ас-
систентом в физической лаборатории, руководимой П. Н. Лебедевым, а
после кончины своего учителя в 1912 году возглавил ее.
Осенью 1959 года на физическом факультете Московского государст-
венного университета им. М. В. Ломоносова была создана первая в мире
кафедра биофизики, которая начала переподготовку iспециалистов-биофи-
зиков из физиков. Инициаторами ее создания были студенты факультета, а
также нобелевские лауреаты академики И. Е. Тамм и Н. Н. Семенов, под-
держанные ректором МГУ академиком И. Г. Петровским. Одним из созда-
телей кафедры биофизики и первым заведующим, руководившим ею 30 лет,
был профессор Лев Александрович Блюменфельд.
KAF23Последние 20 лет ею
руководит профессор В. А. Твердислов. Кафедра отмечает свой 50-лет-
ний юбилей.
За 50 лет ее существования выпущено более 850 студентов, а вместе
с аспирантами — около 1000 биофизиков. Более половины из них успеш-
но работает в институтах РАН и РАМН, в вузах, часть — за рубежом. Вы-
пускниками кафедры защищено около 500 кандидатских и 100 докторских
диссертаций. Выпускники кафедры А. А. Макаров и Г. В. Гурский избраны,
соответственно, действительным членом и членом-корреспондентом РАН.
6 К 50-летию кафедры биофизики физического факультета МГУ
Первыми сотрудниками кафедры были физик-химик Л. А. Блюмен-
фельд (1921–2002), биохимик С. Э. Шноль, профессор кафедры, и физио-
лог доцент И. А. Корниенко. Ими были сформулированы и реализованы
принципы построения системы биофизического образования для физиков,
заложены основные направления научных исследований на кафедре.
Л. А. Блюменфельд ушел на фронт в 1941 году с 3-го курса химиче-
ского факультета Московского университета. Прошел всю войну, был раз-
ведчиком. Победу лейтенант Блюменфельд встретил в госпитале после
второго тяжелого ранения. После окончания МГУ учился в аспирантуре
Физико-химического института им. Карпова. Его исследования были свя-
заны с методами радиоспектроскопии и посвящены проблемам термоди-
намики и теории информации, механизмам ферментативного катализа,
окислительного фосфорилирования и фотосинтеза. В 2001 году Л. А. Блю-
менфельд был удостоен Ломоносовской премии за научные исследования
(совместно с В. А. Твердисловым и А. Н. Тихоновым) в области биологи-
ческих молекулярных машин. На кафедре биофизики Л. А. Блюменфельд
многие годы читал курсы лекций «Физическая химия», «Квантовая химия
и строение молекул», «Избранные главы биофизики».
Блюменфельд оказал значительное влияние на развитие биофизики в
нашей стране — и в науке, и в образовании. В памяти его друзей и учеников
он навсегда остался несокрушимым, несгибаемым, обаятельным Блюмом.
В биофизике сложилась «Школа Блюменфельда». Научную школу нельзя на-
значить, ее нельзя создать. Ее возникновение есть акт самоорганизации ак-
тивной среды, когда есть лидер — водитель ритма, есть соратники — учите-
ля и ученики. Школа Блюменфельда состоялась, и основой ее стала кафедра
биофизики физического факультета МГУ им. М. В. Ломоносова. Об этом в
последние годы как о главном деле своей жизни с удовлетворением и неко-
торой долей удивления неоднократно говорил Лев Александрович.
С первых лет существования кафедры читает курсы лекций по биохимии
и истории биологии доктор биологических наук, профессор С. Э. Шноль,
iiiокончивший Московский университет в 1951 году по кафедре биохимии
животных. Он, совместно с коллегами, изучает изотопные эффекты в био-
логических системах, колебательные процессы и космофизические эффек-
ты в биологических и физико-химических системах, разрабатывает новые
подходы к теории биологической эволюции. Его именем названа малая
планета Солнечной системы.SESh1
По масштабам физического факультета кафедра биофизики неболь-
шая, но исторически сложилось так, что исследования ее сотрудников пе-
рекрывают значительную область фундаментальной и прикладной биофи-
зики. Значительные достижения имеются в области изучения физических
механизмов преобразования энергии в биологических системах, радио-
спектроскопии биологических объектов, физики ферментативного катализа,
биофизики мембран, исследования водных растворов биомакромолекул,
изучения процессов самоорганизации в биологических и модельных сис-
темах, регуляции основных биологических процессов, в области меди-
цинской биофизики, нано- и биоэлектроники и т. д. Многие годы кафедра
биофизики сотрудничает с университетами и ведущими научными лабора-
ториями Германии, Франции, Англии, США, Польши, Чехии и Словакии,
Монголии, Швеции, Дании, Китая, Египта.
Традиционно студентам 2-го курса физического факультета читается
общефакультетский курс «Введение в биологию и биофизику» (В. А. Твер-
дислов). Он же читает спецкурс «Биофизическая экология» студентам 5-го
курса кафедры, а на факультете биоинженерии и информатики МГУ —
курс «Биофизика». Там же профессор Л. В. Яковенко ведет двухсеместровый
курс «Общая физика».
На кафедре биофизики ежегодно читается около 25 спецкурсов. Для
студентов младших курсов в течение 40 лет работает факультативный се-
минар по биофизике.
Согласно традиции, на кафедре не существует отдельного курса об-
щей биофизики, поскольку суперпозиция всех кафедральных спецкурсов в
целом составляет цельное биофизическое образование. Это условно-по-
следовательное, трехслойное по содержанию, но общее по существу обу-
чение биофизике — биологическое, физико-химическое, физическое.
Спецкурс «Общая биология» (ст. н. с., к. б. н. Л. Л. Меньшенина), с
которого начинается обучение на кафедре, по сути, состоит из нескольких
полных курсов (читаемых в основном преподавателями биологического
факультета МГУ): «Эмбриология», «Зоология беспозвоночных», «Зооло-
гия позвоночных», «Цитология», «Микробиология», «Генетика», «Эволю-
ция», «Ботаника» и т. д. В преподавании курса общей биологии участвуют
ведущие профессора, преподаватели и ученые 11-ти кафедр биологическо-
го факультета, которыеvi обеспечивают также и проведение практических
занятий. Их курсы дополнены спецкурсами «Биология человека» (ст. преп.
Е. Ю. Симоненко) и «Физиология человека и животных» (доц. Чепурно-
ва Н. Е., биофак). Все вместе они составляют первую группу дисциплин,
обеспечивающих базовое биологическое образование студентов-биофизиков.
Биологическое образование завершается месячной учебной практикой на
Беломорской биостанции МГУ им. Н. А. Перцова и в Заполярном ботани-
ческом саду РАН после 3-го курса.
Во вторую группу дисциплин входят базовые, фундаментальные
спецкурсы, составляющие основу специальности «биофизика». В третью
группу включены спецкурсы по выбору, посещаемые студентами, в основ-
ном, пятого курса, а также факультативные спецкурсы, в которых скон-
центрированы достижения экспериментальной и теоретической биофизи-
ки последних лет. Если совсем кратко, то это: «Физическая химия» (проф.
Л. В. Яковенко), «Биохимия» (проф. С. Э. Шноль), «Квантовая химияvii и строение
молекул», «Оптические свойства сложных молекул» (проф. А. К. Кукушкин),
8 К 50-летию кафедры биофизики физического факультета МГУ
«Методы магнитной спектроскопии в биофизических и медико-биологиче-
ских исследованиях» (проф. Э. К. Рууге), «Биофизическая экология» (проф.
В. А. Твердислов), «Молекулярная биология» (доц. В. В. Асеев), «Физиоло-
гия» (доц. Н. Е. Чепурнова), «Физика биополимеров» (в. н. с. Н. Г. Есипова),
«Статистические методы в биофизике» и «Физика конденсированного
состояния» (проф. В. И. Лобышев), «Биоэнергетика» (проф. А. Н. Тихо-
нов), «Нелинейная динамика и математическое моделирование биологиче-
ских систем» и «Биофизика клетки» (проф. И. Атауллаханов), «Формаль-
ная и ферментативная кинетика» и «Биоинформатика и биоинженерия»
(ст. н. с. П. С. Иванов).
Кафедра концентрирует научную работу в области фундаментальных
проблем биофизики, перспективных для использования в медицине, эко-
логии, сельском хозяйстве. За полувековое существование кафедра биофи-
зики вместе со своими выпускниками, работающими в академических ин-
ститутах, сформировала ведущую отечественную и международную науч-
ную биофизическую школу. В историческом аспекте к наиболее значимым
можно отнести следующие ее достижения, внесшие существенный вклад
в российскую и мировую науку.
1. Введение в практику биологических исследований магнитной спектро-
скопии — метода электронного парамагнитного резонанса (Л. А. Блю-
менфельд, 50-е годы).
2. Введение в биофизику и развитие представлений о макромолекулярных
машинах как физической основе функционирования биологических
каталитических, энергопреобразующих, транспортных и сократительных
систем (профессор Л. А. Блюменфельд, профессор С. Э. Шноль, 60-е гг.).
3. Первое воспроизведение колебательной химический реакции Б. П. Бе-
лоусова, первые исследования автоволн в химической активной среде,
ставшие экспериментальной и теоретической основой многих направ-
лений современной синергетики (проф. С. Э. Шноль, проф. А. М. Жа-
ботинский, вед. н. с. А. Н. Заикин, 60–80-е гг.).
4. Развиты экспериментальные подходы и новые теоретические пред-
ставления о механизмах преобразования энергии в электрон-транс-
портных системах окислительного фосфорилирования и фотосинтеза
(проф. Л. А. Блюменфельд, проф. Э. К. Рууге, проф. А. К. Кукушкин,
проф. А. Н. Тихонов, проф. В. А. Караваев, ст. н. с. М. К. Солнцев, 1960–
2000-е гг.).
5. Предложена, разработана и экспериментально обоснована принципи-
ально новая гипотеза, касающаяся происхождения жизни на Земле,
согласно viiiкоторой возникновение термодинамически неравновесных
дискретных предшественников живых клеток связано с «холодной»
поверхностной пленкой мирового океана, где возникли ионная и хи-
К 50-летию кафедры биофизики физического факультета МГУ 9
ральная асимметрии, свойственные живым клеткам (проф. В. А. Твер-
дислов, проф. Л. В. Яковенко, 1970–2000-е гг.).
6. С помощью изучения изотопных эффектов D2O показан вклад явлений
гидратации-дегидратации в ионную селективность ионных насосов
мембран, выявлена роль воды в термостабильности белков. Показано,
что люминесценция разбавленных водных растворов характеризует
их коллективные свойства. Построены гипотетические неевклидовы
структуры воды, отличные от кристаллографических. Показано изме-
нение физических свойств воды при слабых воздействиях электро-
магнитных полей и в присутствии сверхмалых концентраций приме-
сей (проф. В. И. Лобышев, 1980–2000-е гг.).
7. Предложена и экспериментально обоснована принципиально новая
автоволновая гипотеза свертывания крови. Развиты математические
модели периодических режимов в ферментативной кинетике, метабо-
лических процессов в ходе иммунного ответа (проф. Ф. И. Атауллаха-
нов, доц. А. А. Бутылин, 1990–2000-е гг.).
Настоящий сборник включает материалы докладов, сделанных сотруд-
никами, выпускниками, аспирантами, студентами, коллегами и друзьямиix
кафедры биофизики на Восьмой международной конференции «Проблемы
биологической физики». Конференция проходила на физическом факульте-
те 27–28 ноября 2009 г. и была посвящена 50-летию кафедры биофизики.
Расположение статей в сборнике достаточно условно, поскольку отражает
самый широкий спектр направлений биофизики. Авторы статей принадле-
жат к выпускам разных лет: от первого до недавнихx.
Конференция показала, что кафедра биофизики со сложившейся сис-
темой спецкурсов, лекций, семинаров, научных направлений активно раз-
вивается как одна из ведущих мировых школ в области биофизики. Неоце-
нимую роль в этом движении играют братские кафедры биологического и
химического факультетов, Институт физико-химической биологии имени
А. Н. Белозерского Московского университета, учреждения РАН: институ-
ты теоретической и экспериментальной биофизики и биофизики клетки в
г. Пущино, Институт биохимфизики имени Н. М. Эмануэля, Центр теоре-
тических проблем физико-химической фармакологии РАН, Гематологиче-
ский научный центр РАМН и др.
xiИздание настоящего сборника «Проблемы биологической физики»,
как и проведение юбилейной конференции, поддержано РФФИ, грант
№ 09-04-06122-г.


Заведующий кафедрой биофизики
физического факультета
МГУ имени М. В. Ломоносова
профессор В. А. Твердислов