Обзор

Главная
/
Обзор

Мурад Гарунович Таирбеков (1937 — 2006) — крупный ученый в области космической биологии и биотехнологии, один из ведущих специалистов по гравитационной биологии клетки. Он автор ряда современных рабочих гипотез, объясняющих молекулярные и клеточные механизмы гравитационной чувствительности биологических систем. Им лично и при его участии был выполнен ряд экспериментальных исследований на борту космических летательных аппаратов и в лабораторных условиях при моделировании эффектов измененной силы тяжести. Анализ результатов многолетних исследований позволил установить закономерности роста, развития и структурно-функциональный статус различных типов клеток и клеточных ассоциаций в условиях измененной силы тяжести, сформулировать ряд рабочих гипотез о механизмах восприятия и реализации гравитационного стимула в живых системах на клеточном уровне. Были получены экспериментальные доказательства теоретического предположения о том, что изменение силы тяжести в диапазоне величин от 10^-5 до 5 g не является препятствием для осуществления фундаментальных процессов; транспорта веществ, протекания биохимических реакций, формирования внутриклеточных органелл, роста и деления клеток.

Благодаря широкому применению современных методов морфологии, биохимии биомеханики и молекулярной биологии исследования, выполненные под руководством М.Г. Таирбекова, открыли новое направление в гравитационной биологии, связанное с изучением роли систем внутриклеточной сигнализации в гравитационной чувствительности клетки. Было показано, что гравитационный импульс, генерируемый измененной силой тяжести, воспринимается механорецепторами, расположенными на поверхности клеточной мембраны с последующей передачей сигнала во внутриклеточный континуум при активном участии вторичных мессенджеров G-белков и ионов Са⁺⁺. В основе реализации молекулярного механизма гравирецепции в клетке лежат обратимые механические деформации цитоскелета происходящие при контактном взаимодействии с клеточными органеллами под действием гравитационного импульса, что приводит в конечном счете к сдвигу общего энергетического пула клетки и перестройке метаболических процессов.

М.Г. Таирбеков принимал активное участие в создании и реализации национальной научной программы по космической биологии и физиологии, осуществляемой на специализированных спутниках серии «Космос» и пилотируемых орбитальных станциях «Салют» и «Мир». Он был инициатором и непосредственным участником разработки и создания бортовой научно-исследовательской аппаратуры для проведения экспериментов по клеточной биологии в космосе на пилотируемых и беспилотных космических объектах.

С использованием бортовых приборов «Биофиксатор», «Биокалориметр», «Биобокс» в условиях космического полета под руководством М.Г. Таирбекова были подготовлены и проведены эксперименты на растительных клетках, популяциях различных одноклеточных организмов, культуре клеток животных и растений. Вместе с тем, были выполнены исследования на различных биологических объектах в лабораторных условиях на земле при моделировании эффектов измененной силы тяжести (гипо- и гипергравитации). В результате этих исследований было выявлено торможение процессов роста, деления и дифференцировки, изменение формы и размеров клеток меристемы проростков растений, развившихся из семян в условиях космического полета. Установлено, что в условиях микрогравитации происходит стимуляция скорости роста и деления одноклеточных организмов, тогда как гипергравитация заметно тормозит эти процессы. Показано, что гравитационная чувствительность одноклеточных организмов четко коррелирует с уровнем их метаболической активности и, в основном, не зависит от размеров клеток. На этом основании внесены существенные коррективы в основной постулат гравитационной биологии о том, что гравитационная чувствительность (толерантность) живых организмов есть функция от их массы и размеров. В исследованиях были использованы различные культуры соединительно-тканных и остеогенных клеток. По результатам экспериментальных исследований выявлено, что основной причиной неблагоприятного воздействия условий космического полета на клеточные культуры растущие на твердом субстрате, является снижение адгезивной активности клеток (прочности сцепления с субстратом) как одного из ведущих факторов роста. На основании полученных данных предложены вероятные механизмы, лежащие в основе изменений в клетках опорных органов животных и растений в условиях микрогравитации.

Существенен вклад М.Г. Таирбекова в реализацию международных научных программ. Он подготовил и провел совместно со специалистами США и Европейских стран ряд уникальных экспериментов по клеточной биологии и биотехнологии. Успешность этих программ в значительной степени определена его способностями как умелого и опытного организатора научных исследований, который может сформулировать центральную научную проблему, доказать ее актуальность и целесообразность разработки, обеспечить пути реализации и мобилизовать научный коллектив на ее успешное решение.

Исследования, выполненные под руководством М.Г. Таирбекова, представляют также и значительный практический интерес. В частности, показано, что, варьируя силой тяжести как переменной величиной можно управлять скоростью деления и интенсивностью роста культуры одноклеточных организмов. Конкретные методы, разработанные в лабораторных условиях, представляют значительный интерес для практического применения в космической биологии и биотехнологиях. Кроме того, выявленные особенности роста культур клеток фибробластов и остеобластов в условиях механической разгрузки (микро гравитация) должны быть учтены при разработке методов лечения травм и заживления ран в условиях длительного космического полета.

За большой вклад в научно-методическое обеспечение биологических экспериментов, выполненных в космосе, М.Г. Таирбеков награжден 5 медалями ВДНХ, отмечен благодарностями различных ведомств и другими знаками отличия. М.Г. Таирбеков в течение ряда лет был заместителем руководителя подкомиссии «Гравитационная биология», Международного комитета по космическим исследованиям (COSPAR), членом ряда смешанных рабочих групп по космической биологии и медицине. Многократно выступал с докладами и сообщениями на многих международных конференциях и симпозиумах. Биографическая справка о нем публиковалась в книгах в книгах «Who is Who in the World» начиная с 2000 г, и в международном реестре «Great Men and Women of Science».

Результаты собственных многолетних исследований в области гравитационной биологии суммированы М.Г. Таирбековым в его монографии «Гравитационная биология клетки», опубликованной в 1997 г. Его научные работы широко известны и имеют высокий «индекс цитируемости» в специальной литературе.

М.Г. Таирбеков внес заметный вклад в дело образования и воспитания молодых научных кадров. В рамках программы «Медицинская физика», реализованной Институтом Медико-Биологических Проблем совместно с Московским инженерно-физическим Институтом (МИФИ), был разработан и преподавался студентам — физикам курс лекций по общей биологии. На основе данного курса было выпущено учебное пособие «Введение в биологию». Под руководством М.Г. Таирбекова был выполнен ряд кандидатских диссертаций, которые были успешно защищены и утверждены ВАК. Он автор более 100 научных статей, опубликованных в ведущих отечественных и зарубежных журналах.

Представлены краткие сведения по тематикам, основные теоретические и экспериментальные работы, результаты научной и организационной деятельности М. Г. Таирбекова. На соответствующих страницах находятся ссылки для получения документов. Полностью все источники представлены на странице «Все материалы».

Обзоры М.Г. Таирбекова по основным направлениям его деятельности

Обзор

Космическая биология и физиология

Гравитационная биология, структуры и процессы

Гравитация, излучения и организм

Страницы