Rhodopsin Project

Resumo

The review examines the history of the emergence, development, and achievements of the Rhodopsin project, organized by Yu.A. Ovchinnikov in 1973. The current state of some issues related to the structure and function of retinal-containing proteins – types I and II rhodopsins – is also presented.

Texto integral

ВВЕДЕНИЕ

Совпало два юбилейных события – 90-летие со дня рождения Ю.А. Овчинникова и 40-летие основанного им журнала «Биологические мембраны». Оба этих юбилея дают повод вспомнить о Проекте «Родопсин», ибо он стал яркой страницей в научной жизни как самого Юрия Анатольевича, так и многих участников этого, можно сказать, уникального проекта. А десятилетие спустя после начала Проекта его успех стал одним из веских оснований для создания в 1984 году специального журнала «Биологические мембраны».

У Ю.А. Овчинникова было счастливое сочетание ума и энергии. Отличное университетское образование и ранняя вовлеченность в науку и в жизнь научного сообщества позволили ему понимать и чувствовать ее «горячие точки». А его выдающиеся организаторские способности позволили этим «горячим точкам» разгореться. Родопсин как классический мембранный белок был именно такой «точкой». Для самого Овчинникова интерес к родопсину был логическим продолжением работ по ион-транспортным системам, которые давно и успешно велись в его лаборатории и к началу 70-х годов получили мировое признание.

К началу 70-х годов нарастал интерес к родопсинам животного происхождения, в первую очередь, естественно, к зрительному родопсину. Связано это было как с Нобелевской премией Дж. Уолда 1967 года и первыми успехами в понимании механизмов фототрансдукции, так и с тем, что зрительный родопсин представлял собой классический G-белок-связывающий рецептор. Конкретный механизм его участия в запуске ферментативного каскада усиления светового сигнала был в то время самой актуальной проблемой молекулярной физиологии зрения. И вот, в 1971 году появилась работа Уолтера Стокениуса и Дитера Остерхельда о существовании у галофильных бактерий Halobacterium salinarum (ранее Halobacterium halobium) белка – бактериородопсина, очень похожего на зрительный белок родопсин [1]. Первоначально авторы даже предположили, что новый ретиналь-содержащий белок, который они назвали бактериородопсином, каким-то образом участвует в фоторецепции – фототаксисе галобактерий. Однако скоро выяснилось, что функция бактериородопсина – преобразование энергии солнечного света в электрохимический потенциал ионов водорода, используемый клеткой для синтеза АТФ в полном соответствии с гипотезой Митчелла. Об открытии бактериородопсина очень скоро стало известно, причем, насколько я знаю, независимо, и самому Ю.А. Овчинникову, и В.П. Скулачеву, и Л.П. Каюшину. Лично я впервые услышал о бактериородопсине от Каюшина. Становилось ясно, что сравнительное исследование светочувствительных мембранных белков – нового бактериального и классического животного родопсинов – чрезвычайно интересная и важная задача.

В 1972 году состоялась Школа по биологическим мембранам, на которой подряд, одна за другой, были прочитаны лекции – В.П. Скулачевым по бактериородопсину и мною по зрительному родопсину. После Школы состоялась наша встреча с Овчинниковым. Юрий Анатольевич говорил, что ему нужно срочно заняться структурой родопсинов, а Скулачеву и мне – их функцией, и что нужно организовать Проект. Понадобился год, и Проект «Родопсин» Ю.А. Овчинниковым был создан. Первыми участниками Проекта были четыре лаборатории: лаборатория самого Ю.А. Овчинникова в Институте биоорганической химии АН СССР, В.П. Скулачева в Межфакультетской лаборатории молекулярной биологии и биоорганической химии Московского университета, Л.П. Каюшина в Институте биофизики АН СССР в Пущино и М.А. Островского в Институте химической физики АН СССР. Цель Проекта состояла в определении первичной структуры светочувствительных ретиналь-содержащих мембранных белков – бактериального родопсина и зрительного пигмента родопсина – и в исследовании их функции. Что касается функции, то фактически речь шла механизмах фотосинтеза и фототаксиса у этих бактерий и о механизмах зрительной рецепции – фоторецепции.

Институт биоорганической химии АН СССР

В лаборатории Ю.А. Овчинникова ключевую роль в определении первичной структуры бактериородопсина и зрительного родопсина играл Н.Г. Абдулаев. Главная сложность в решении этой задачи заключалась в высокой гидрофобности этих мембранных белков. Поэтому определение их первичной структуры не могло основываться на известных методах, применяемых для определения первичной структуры гидрофильных белков. Именно разработка новых методов для структурного анализа интегральных мембранных белков позволила успешно решить эту очень непростую задачу. Получив в результате полную аминокислотную последовательность сначала бактериородопсина (1978 г.), а затем и зрительного родопсина (1982 г.), стало возможным установить их топографию, соответственно, в пурпурной и фоторецепторной мембранах. Эта классическая 7-альфа-спиральная картина микробных и животных родопсинов вошла теперь во все учебники.

Для определения структуры бактериородопсина и зрительного родопсина нужны были сами пурпурные и фоторецепторные мембраны. Задача получения в препаративных количествах этих мембран была возложена на лабораторию Л.П. Каюшина в Пущино и мою лабораторию в Москве. Если у нас процедура получения фоторецепторных мембран и самого родопсина из сетчаток бычьих глаз уже была налажена, то методику наработки пурпурных мембран из галобактерий Halobacterium halobium еще предстояло освоить. Благодаря огромным усилиям Л.П. Каюшина и самоотверженной работе его сотрудницы Л.Н. Чекулаевой задача эта была решена [2]. В результате Абдулаев получал пурпурные мембраны для определения первичной структуры бактериородопсина, а Скулачев – его функции. Вот, что Владимир Петрович сам пишет: «Мы занялись изучением бактериородопсина, используя препарат, полученный в Институте биофизики Л.Н. Чекулаевой, тогда сотрудницей лаборатории Л. Каюшина. Были приготовлены протеолипосомы с бактериородопсином в качестве белка. Затем методом проникающих ионов была доказана способность бактериородопсина превращать свет в разность электрических потенциалов». Вероятно, Владимир Петрович имеет при этом в виду работу, опубликованную им совместно с Л.П. Каюшиным в FEBS Letters, в которой впервые в протеолипосомах с инкорпорированным бактериородопсином был зарегистрирован электрический потенциал и градиент pH [3]. Рукопись этой статьи была получена журналом 13 ноября 1973 года. Иными словами, хронологически эта работа В.П. Скулачева и Л.П. Каюшина была, по-видимому, первой опубликованной работой Проекта «Родопсин».

Можно сказать, драматически складывалась «гонка» за структурой сначала бактериородопсина, а затем и зрительного родопсина. О том, что Гобинд Корана, получивший в 1968 году Нобелевскую премию «за расшифровку генетического кода и его роли в синтезе белков», занялся бактериородопсином, информации не было. Как потом выяснилось, Корана старался не пропускать докладов Ю.А. Овчинникова и даже, говорят, фотографировал его слайды. Как бы то ни было, но работа Ю.А. Овчинникова, Н.Г. Абдулаева и сотрудников о полной аминокислотной последовательности и топографии бактериородопсина в пурпурной мембране галобактерий была опубликована в международном журнале практически одновременно со статьей Корана – работа Овчинникова в FEBS Letters [4], а Кораны в PNAS [5].

История почти полностью повторилась и со зрительным родопсином. На этот раз конкурентами была команда Пола Харгрейва из Иллинойса. Хотя Корана в мире молекулярной биологии был известнее, чем Харгрейв в мире зрительных наук (Visual Sciences), но он был тоже неслабым конкурентом. Результат «гонки» оказался таким же – статьи Ю.А. Овчинникова, Н.Г. Абдулаева и сотрудников о полной аминокислотной последовательности и топографии зрительного родопсина в фоторецепторной мембране наружного сегмента палочки сетчатки были опубликованы практически одновременно в 1983 году со статьей Харгрейва и его команды: Овчинникова – в «Биоорганической химии» [6], а Харгрейва – в «Biophysics of Structure and Mechanism» [7]. Что касается топографии зрительного родопсина в фоторецепторной мембране, то, как нами недавно было показано, молекулы родопсина расположены в мембране фоторецепторного диска диффузно, с исключительно высокой плотностью, явно без какой-либо регулярной упаковки и, скорее всего, находятся в мономерно-димерных формах [8].

Вслед за родопсином позвоночных Ю.А. Овчинниковым, Н.Г. Абдулаевым и сотрудниками совместно с известным японским исследователем зрительных пигментов беспозвоночных М. Тсуда была установлена первичная структура родопсина осьминога – классического представителя родопсинов беспозвоночных [9].

После работ по бактериородопсину и зрительному родопсину Ю.А. Овчинников обратился к белкам ферментативного каскада усиления фоторецепторного сигнала в зрительных клетках сетчатки – фактически к механизму фототрансдукции. Совместно с В.М. Липкиным и сотрудниками была опубликована чрезвычайно актуальная в то время работа, касавшаяся первичной структуры гамма-субъединицы трансдуцина [10], а уже после кончины Юрия Анатольевича была сделана не менее важная работа, касавшаяся структуры ингибиторной гамма-субъединицы фосфодиэстеразы цГМФ [11].

Работы группы Ю.А. Овчинникова, выполненные в первое десятилетие Проекта «Родопсин», и групп Корана и Харгрейва, касавшиеся первичной структуры и топографии в мембране бактериородопсина и зрительного родопсина, а затем последовавшие с начала 2000-х годов рентгеноструктурные работы, позволившие установить их трехмерную структуру, – открыли путь для по сей день активно продолжающихся подробнейших исследований семейств микробных и животных родопсинов – родопсинов I и II типов.

При дальнейших исследованиях довольно быстро выяснилось, что галофильная бактерия H. salinarum содержит не только бактериородопсин – протонный насос, ответственный за фотосинтез, но и галородопсин – управляемый светом насос, качающий внутрь клетки ионы хлора, а также еще и сенсорные родопсины I и II – датчики положительного и отрицательного фототаксиса. Широко развернувшиеся в последние десятилетия поиски новых родопсинов I типа привели к обнаружению их во всех доменах живой природы – бактериях, археях и эукариотах, и даже в гигантских вирусах. Сравнительно недавно были обнаружены так называемые гелиородопсины, которые отнесли к III типу родопсинов. Интересно, что топология в мембране родопсина III типа отличается от классической топологии родопсинов I и II типов: если в родопсинах I и II типов N-конец обращен наружу клетки, а С-конец – внутрь, то в родопсинах III типа N-конец, наоборот, обращен внутрь клетки, а С-конец – наружу [12].

Все обнаруженные родопсины весьма разнообразны по выполняемым функциям. Основные для микробных родопсинов – фотоэнергетическая (ионные насосы) и фотоинформационная (сенсорные родопсины, катионные и анионные каналы), а для животных – фотоинформационная. Исследования животных родопсинов II типа как G-белок-связывающих рецепторов позволили существенно продвинуться в понимании механизмов фототрансдукции, понимании структуры и функции всего семейства G-белок-сопряженных рецепторов, а также продвинуться в понимании молекулярных механизмов дегенеративных заболеваниях сетчатки глаза (см. обзоры [13–17]).

Несмотря на разнообразие функций, принципиальное сходство структуры – 7-альфа-спиральная трансмембранная топография белковой части и ретиналь, хоть и в разных изомерных формах, в качестве хромофора – встает вопрос об эволюционном происхождении родопсинов I, II и III типов. При всей противоречивости мнений по этому поводу чаша весов склоняется в пользу их конвергентной эволюции. Предполагается, что нет общего предка для всех трех типов родопсинов и что, скорее всего, давление внешних факторов (дарвиновский естественный отбор) и физиологическая потребность привели к столь удивительному сходству столь неродственных родопсинов (подробнее см. [15, 18–21]).

Довольно неожиданно канальные родопсины одноклеточных водорослей (родопсины I типа) дали начало новому, мощному методическому направлению – оптогенетике, позволившей в последнее десятилетие совершить подлинный прорыв в нейробиологии. Перспективным представляется использование в оптогенетике опсинов животного происхождения – родопсинов II типа, способных инициировать ферментативный каскад усиления светового сигнала. В самое последнее время появилась реальная надежда оптогенетического протезирования с помощью родопсинов I типа дегенеративной, лишенной зрительных клеток («слепой») сетчатки, а в перспективе и с помощью родопсинов II типа (см.обзор [22]). В случае успеха это будет первый случай применения методов оптогенетики в медицине.

Межфакультетская лаборатория молекулярной биологии и биоорганической химии Московского университета

Что касается функции бактериородопсина, то В.П. Скулачевым с сотрудниками эти исследования, как уже было сказано, начались практически одновременно с началом Проекта «Родопсин». В большой мере этому способствовал как раз в это время разработанный Л.А. Драчевым в его лаборатории метод прямого электрометрического измерения генерации электрического потенциала на мембране с разрешением ~200 нс [23]. Следует подчеркнуть, что результаты работ, выполненных в лаборатории В.П. Скулачевым с помощью этого метода и касавшихся электрогенеза мембранных белков фотосинтетических и дыхательных электрон-транспортных цепей, включая, естественно, бактериородопсин, внесли значительный вклад в обоснование справедливости хемиосмотической концепции Питера Митчелла, получившего в результате Нобелевскую премию.

Основной результат обширных исследований электрогенной активности молекулы бактериородопсина в пурпурной мембране как светозависимого протонного насоса состоит в следующем: первая электрогенная фаза отражает перенос протона от протонированного основания Шиффа внутрь мембраны, вторая – перенос протона наружу, а третья – обратно к Шиффову основанию [24–26]. Важным достижением было сопоставление кинетики ранних и промежуточных стадий фотоцикла бактериородопсина и индуцируемого на этих стадиях фотоэлектрического потенциала с использованием оригинальной системы – протеолипосомы, ассоциированные с тонкими коллодиевыми пленками [25]. Ключевая роль в этих исследованиях принадлежала А.Д. Каулену.

Следует обратить внимание на работу, выполненную В.П. Скулачевым совместно с Д. Остерхельтом и сотрудниками, в которой было показано, что введение гена бактериородопсина в «слепой» мутант H. salinarium, у которого отсутствуют все четыре белка – бактериородопсин, галородопсин и сенсорные родопсины I и II – приводит к восстановлению реакции бактерии на свет [27]. Из этой работы следовало, что у галобактерий не только сенсорные родопсины, но и бактериородопсин принимает участие в фоторецепции.

В те же годы совместно с В.П. Скулачевым и его сотрудниками, и используя те же методы регистрации электрического потенциала, мы проводили сравнение электрогенной активности двух ретиналь-содержащих белков – бактериородопсина и зрительного родопсина позвоночных [28–30]. В их фотоэлектрических реакциях проявились схожесть ранних, фотохимических стадий и существенное различие поздних, связанных с замкнутым фотоциклом бактериородопсина и фотолизом зрительного родопсина. Как и следовало ожидать, переходы ретиналя полностью-транс → 13-цис-форма в бактериородопсине и переход 11-цис → полностью-транс-форма в зрительном родопсине сопровождались возникновением быстрого фотоэлектрического ответа. Однако затем фотоэлектрические ответы вели себя совершенно по-разному. В случае бактериородопсина на пурпурной мембране в течение всего периода освещения сохранялся устойчивый электрический потенциал. Причина тому – его замкнутый фотоцикл. В случае же зрительного родопсина в силу фотолиза фотоэлектрический ответ быстро и необратимо падал. Генерация бактериородопсином электрического потенциала сопровождается переносом протона через пурпурную мембрану, что принципиально важно для его функции – фотосинтеза. В случае же зрительного родопсина перенос протона отсутствует. Отсутствие переноса протона через фоторецепторную мембрану диска наружного сегмента палочки было нами показано в прямом эксперименте [31]. Суть дела в том, что в зрительном родопсине одновременно с разделением зарядов происходят существенные конформационные изменения белковой части молекулы – опсина. В конечном счете, это приводит к обнажению мест связывания с G-белком (трансдуцином), т. е. к запуску процесса фототрансдукции [32] (см. также обзор [33]).

Быстрый компонент фотоэлектрического ответа зрительного родопсина по своим характерным временам и полярности является, по существу, не чем иным, как хорошо известным ранним рецепторным потенциалом, который регистрируется от сетчатки при обычном электрофизиологическом отведении [34].

Институт биофизики АН СССР в Пущино

Важным участником Проекта «Родопсин» был Л.П. Каюшин и Институт биофизики в Пущино. Благодаря усилиям Л.П. Каюшина Л.Н. Чекулаева, как говорилось выше, смогла наладить препаративную наработку из галобактерий пурпурных мембран. Они были необходимы и передавались Н.Г. Абдулаеву для установления первичной структуры бактериородопсина, В.П. Скулачеву для исследования механизма его функционирования. Естественно, они были нужны и самому Институту биофизики.

В рамках Проекта «Родопсин» Н.Н. Всеволодовым в этом Институте было начато новое, оригинальное направление – создание на основе бактериородопсина новых светочувствительных регистрирующих сред. Речь шла об иммобилизации пурпурных мембран в полимерных матрицах. Созданная в результате пленка была названа «Биохромом» [35, 36]. Фактически это было биотехнологическое устройство, основанное на уникальных свойствах бактериородопсина. Действительно, молекулы бактериородопсина имеют квазикристаллическую упаковку, что придает всей структуре чрезвычайно высокую устойчивость к различным физическим и химическим воздействиям. Далее, количество фотоциклов бактериородопсина как природного фотохрома исключительно велико, намного больше, чем многих неорганических и синтетических материалов. И что еще очень важно, молекула бактериородопсина может быть подвергнута различным модификациям как ее белковой части, так и хромофора. Иными словами, бактериородопсин стал своеобразной платформой для целого класса новых фотохромных материалов. Работы в этом направлении были успешно развиты как самим Всеволодовым и его группой, так и многими зарубежными лабораториям. Большое внимание использованию бактериородопсина для создания светочувствительных носителей информации было уделено в США, в знаменитом NIST – National Institute of Standards and Technology. В 90-е годы в этот Институт был приглашен и некоторое время работал Н.Н. Всеволодов и его сотрудница А.Б. Дружко. В 2011 г. в США вышла монография Н.Н. Всеволодова как зачинателя целого направления, названного «биомолекулярной электроникой» [37]. Недавно опубликован подробный обзор А.Б. Дружко, посвященный современному состоянию проблемы светочувствительных систем на основе бактериородопсина [38].

В Институте биофизики велись активные исследования зрительного родопсина и механизмов фоторецепции. В середине 80-х годов там была сделана принципиально важная работа как для понимания механизма генерации фоторецепторного потенциала в зрительной клетке сетчатки позвоночных, так и вообще для понимания молекулярных механизмов регуляции проводимости плазматической мембраны. Речь идет о работе Е.Е. Фесенко, С.С. Колесникова и А.Л. Любарского [39]. Ко времени появления этой работы уже было твердо установлено, что фоторецепторные клетки сетчатки позвоночных – палочки и колбочки – в ответ на свет гиперполяризуются и что эта гиперполяризация вызывается блокированием катион-селективных каналов в плазматической мембране их наружного сегмента. Однако механизм, контролирующий открытие и закрытие этих каналов, оставался неизвестным. Авторами работы впервые было показано, что увеличение проводимости плазматической мембраны наружного сегмента фоторецепторной клетки является результатом прямого действия на нее цГМФ. Результат этот был затем многократно подтвержден и в настоящее время вошел во все руководства по молекулярной физиологии зрения.

Институт химической физики АН СССР

Основным предметом исследований лаборатории М.А. Островского в Институте химической физики АН СССР был зрительный родопсин. Сотрудничая в этом Институте с физиками и химиками высочайшей квалификации, естественно было применить их подходы, методы и использовать уникальные экспериментальные установки. Работа лаборатории в те годы шла, в основном, в трех направлениях: фотохимия родопсина, его конформационные перестройки при действии света, а также связанные с родопсином механизмы фотоповреждения сетчатки и ретинального пигментного эпителия. Эти направления сохраняются и сейчас.

Что касается фотохимии родопсина, то большое внимание уделялось его фотообратимым реакциям. В последнее время интерес к ним существенно возрос, поскольку фотохромные реакции ретиналь-содержащих белков рассматриваются в качестве прообраза молекулярных фотопереключателей, обладающих исключительно высокой скоростью, высоким квантовым выходом и спектрально разнесенными исходной, темновой и светоиндуцированной формами.

При сравнительно низких температурах, на стадии метародопсина I, вначале нами были исследованы фотохромные реакции родопсина позвоночных [40–42]. В этих работах, в частности, было обнаружено явление изохромии фоторегенерированного родопсина. Исследовались также фотохромные реакции родопсина беспозвоночных. В ситуации in vitro были продемонстрированы многократные фотопереходы родопсина осьминога в метародопсин и обратно [43]. Однако наиболее интересными стали исследования прямой и обратной фотореакций родопсина позвоночных на стадиях фото- и батородопсина в области фемто- и пикосекундных времен [44–46]. Интересно, что сравнительный анализ динамики прямой и обратной фотохимической реакции бактериородопина и зрительного родопсина, проведенный в этих работах, показал, что у зрительного родопсина квантовый выход обратной фотореакции намного (примерно в 6 раз) ниже, чем у бактериородопсина, и это при том, что квантовые выходы прямой реакции у них практически одинаковы [15, 46]. Можно думать, что высокий квантовый выход прямой реакции и низкий квантовый выход обратной реакции повышает надежность работы зрительного родопсина как триггера процесса фототрансдукции.

Наши основные результаты, касавшиеся конформационных перестроек родопсина в фоторецепторной мембране при действии света, были получены с использованием метода спиновых меток и зондов, создателем которого, по существу, был Институт химической физики. В одной из первых работ с помощью спинового зонда нами были показаны вызванные светом конформационные изменения в фоторецепторной мембране [47]. Позже, используя метод ЭПР-спектроскопии с переносом насыщения и спиновые метки, ковалентно связанные с доступными гидрофильными SH-группами цистеиновых остатков родопсина (Cys140 и Cys316), нам впервые удалось показать увеличение конформационной подвижности цитоплазматических «петель» при светоиндуцированном переходе родопсина в метародопсин II [32]. При этом были показаны не только внутримолекулярные перестройки в гидрофильных «петлях», но и смещения трансмембранных «тяжей» на стадии образования метародопсина II [48]. Эти конформационные перестройки являются принципиально важными для передачи сигнала от родопсина как G-белок-сопряженного рецептора к G-белку (трансдуцину). ЭПР-исследования в этом направлении получили затем мощное развитие во многих лабораториях мира, поскольку появилась возможность наблюдать динамику конформационных перестроек в механизме функционирования G-белок-связывающих рецепторов (см. обзор [49]).

В рамках Проекта «Родопсин» начались и наши работы по механизмам светового повреждения сетчатки и ретинального пигментного эпителия. Речь шла о так называемом «фотобиологическом парадоксе зрения», когда свет выступает не только как носитель зрительной информации, но и как потенциально опасный повреждающий фактор. Фотосенсибилизаторами в механизме повреждения выступают, в основном, свободный полностью-транс-ретиналь, высвобождающийся в ходе фотолиза родопсина, и образующиеся из полностью-транс-ретиналя бисретиноиды.

В одной из первых работ нами было показано, что в ходе фотоповреждения молекулы родопсина окисляются его SH-группы и что при этом спектр действия окисления находится в коротковолновой (фиолетово-синей) области спектра [50]. Эта работа послужила началом большой серии работ, практическим результатом которых стало создание и внедрение в офтальмологическую практику нового поколения интраокулярных линз, частично отсекающих от сетчатки коротковолновую части видимого спектра и тем самым предохраняющих ее после удаления катарактального хрусталика от фотоповреждения (см. [51, 52]).

В механизме фотоповреждения сетчатки и особенно ретинального пигментного эпителия важную роль играют бисретиноиды как эффективные фотосенсибилизаторы. В основном бисретиноиды локализованы в липофусциновых гранулах клеток ретинального пигментного эпителия, которые считались инертным внутриклеточным «шлаком». Нами было впервые показано, что эти гранулы фотоактивны и что при действии видимого света они способны образовывать активные формы кислорода, при этом максимум спектра действия их образования находится в коротковолновый области спектра [53]. Эта работа дала начало целому направлению исследований, связанных с повреждающим действием света и ускорением развития дегенеративных заболеваний сетчатки. Как недавно нами было показано, генерация липофусциновыми гранулами активных форм кислорода приводит в том числе к исчезновению в клетках ретинального пигментного эпителия меланосом, усугубляя тем самым опасность их светового повреждения [54, 55].

Конференции и школы

Проект «Родопсин» быстро расширился и вовлекал в свою орбиту все новых участников. Этому способствовали как сама тематика проекта, актуальность которой все более возрастала, так и периодически проводившиеся конференции и школы.

Созданный Ю.А. Овчинниковым Научный совет АН СССР по биологическим мембранам активно работал. Школы, которые этот Совет организовывал, в основном в Пущино, привлекали огромное число участников. Тематика лекций была довольно широкая, а лекторы, которые приглашались, сами активно работали в своих областях науки.

Конференций же, связанных с мембранной тематикой, проводилось множество. Одной из таких, организуемых М.А. Островским, была «Механизмы сенсорной рецепции». В течение многих лет она проводилась в Пущино. Конференция собирала почти всех специалистов, в то время активно работавших в этой области. Доклады по фоторецепции и зрительному родопсину были на ней доминирующими.

Что касается международных конференций, которых тоже было немало, то лично я помню две, в которых принимал участие.

Первая – это советско-американская конференция по биологическим мембранам в США, в Чикаго, в 1976 году. О ее организации Ю.А. Овчинников договорился с Даниэлем Тостесоном, в тот период он был деканом в Чикагском университете. Условие было такое: американская сторона принимает и оплачивает все расходы, включая перелеты и посещения советскими учеными ряда университетов и научных центров США после окончания конференции. Но при этом список советских ученых – участников конференции составляет Тос- тесон и присылает его затем Овчинникову. Всего договорились о 15 участниках с каждой стороны. После консультаций с коллегами, Тостесон прислал этот список. В нем были, действительно, самые известные, активно работавшие в то время в области биологических мембран ученые, например П.Г. Костюк. С немалыми трудностями Ю.А. Овчинников выполнил договоренность, и эти «самые известные советские специалисты» поехали в Америку. Их имена можно найти в книге, которая затем вышла по материалам этой конференции [56].

Второй конференцией – самой, пожалуй, яркой, важной и впечатляющей была международная конференция по ретинальсодержащим белкам в Иркутске, точнее в поселке Листвянка на Байкале. Проходила она с 22 по 28 июля 1986 года. Только Ю.А. Овчинников, будучи в то время вице-президентом АН СССР и обладая огромным авторитетом в международном научном сообществе, способен был ее организовать. Его приглашение приняли самые выдающиеся ученые. Не побоюсь сказать, это был пир родопсинового сообщества.

Конференция открывалась докладом Н.Г. Абдулаева «Антигенная структура родопсина». С докладами выступали и другие непосредственные участника Проекта «Родопсин»: В.П. Скулачев «Бактериородопсин в ряду ΔµН-генераторов: сравнительный анализ», М.А. Островский «Обратимые и необратимые изменения родопсина при действии света», B.M. Липкин «Белки зрительного каскада. Аминокислотная последовательность субъединиц трансдуцина и цГМФ-фосфодиэстеразы», C.C. Колесников «Прямое действие цГМФ на плазматическую мембрану НСП». Из иностранных корифеев доклады делали первооткрыватели бактериородопсина Уолтер Стокениус (США) «Индуцированные катионами конформационные переходы в бактериородопсине» и Дитер Остерхелт (ФРГ) «Ген галоопсина», будущий лауреат Нобелевской премии Ричард Хендерсон (Великобритания) «Структурный анализ бактериородописна». Довольно много докладов известных для меня по литературе людей было по зрительному родопсину и механизмам фоторецепции. Например, по зрительному родопсину особенно интересны были доклады классика фотохимии зрительного родопсина Тори Ешизава (Япония) «Механизм передачи световой информации в наружных сегментах палочек», известного физикохимика Юджина Хонига (США) «Структура, энергетика и функция ретинальсодержащих белков» и Мэри Апплебюри (США) «Эволюция зрительных пигментов». Из биохимиков и физиологов очень интересны были доклады М. Тсуда (Япония) «G-белок осьминога, передающий сигнал в фоторецепторе беспозвоночных», Марка Шабра (Франция) «Как выключается каскад ферментативных реакций, запускаемы родопсином?», Майкла Баундса (США) «Биохимические принципы возбуждения и адаптации палочек позвоночных».

Следствием успеха Проекта «Родопсин» (публикации, школы, конференции), как и следствием все возраставшего интереса к мембранным ретиналь-содержащим белкам микробного и животного происхождения (их структуре, функции и возможности биотехнологического использования) стало то, что все больше людей и лабораторий вовлекались в 70-е и 80-е годы в эту тематику. Поэтому, когда в начале 90-х годов началась «утечка мозгов», то многие российские специалисты получили приглашения работать в лабораториях США и Европы. В результате многие из них в «родопсиновом мире» стали в этих странах ведущими специалистами. Рассказывают, что в 90-е годы симпозиум по ретиналь-содержащим белкам на Биофизическом съезде США шел на русском языке. В России в настоящее время исследования по этой тематике продолжаются, но, к сожалению, не столь интенсивно, как хотелось бы. Хотя в некоторых научных центрах работы по родопсинам микробного и вирусного происхождения (родопсины I типа) и зрительного родопсина (родопсин II типа) ведутся весьма и весьма успешно.

Работа выполнена при поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № 122041400102-9).