«В» – Віварій

«Тривалість життя може піддаватися регуляції», − стверджують співробітники НДІ біології

ВІД РЕДАКЦІЇ: Продовжуємо рубрику «Університет від А до Я», присвячену 215-річчю Каразінського університету. Цього разу ми звернули увагу на віварій – важливу складову наукової діяльності Інституту біології ХНУ та університету в цілому. На базі цієї установи протягом багатьох років експериментують вчені, ставлять досліди студенти, тут вивчаються механізми старіння та містяться величезні колекції різноманітних біологічних об’єктів.

Біологія – це одна з найдавніших наук, яка зародилася водночас з філософією та математикою і була присвячена описові природи. Спочатку це були рослини та тварини, пізніше, - коли в 1681 році голландський натураліст Антоні ван Левенгук відкрив світ мікроорганізмів, - біологи почали досліджувати також мікросвіт. З цієї позиції біологія - це систематизація, вивчення поведінки та взаємовпливу всіх біологічних об'єктів.

Сучасна біологія стала такою, якою ми її знаємо і бачимо сьогодні, саме тоді, коли в науці з’явився експеримент, певна експериментальна база. Вчених цікавило, як ті чи інші об'єкти влаштовані, чому вони старіють, еволюціонують, змінюються, хворіють і ще цілий ряд фундаментальних питань. Для того, щоб віднайти відповіді, до біологічних об’єктів почали застосовувати методи фізики і хімії, які були основою всієї експериментальної науки. З цього все починалося.

Аби займатися справжнім вивченням об’єктів та віднайти відповідь на питання «а чому так відбувається?», повинен був експеримент. І в другій половині ХІХ ст. зароджується напрям експериментальної біології. Він пов’язаний з іменами Л. Пастера, І. Мечникова, Г. Менделя, І. Сеченова та інших видатних вчених. Одночасно зі світовою школою експериментальної біології почала розвиватися й українська, і, зокрема – харківська школа вікової біології.

Про це нам детальніше розповів директор НДІ біології ХНУ імені В. Н. Каразіна, доктор біологічних наук, професор Анатолій Іванович БОЖКОВ: «Однією з перших світових наукових шкіл у вивченні механізмів старіння є саме харківська школа, яка була організована відомим вченим, професором Олександром Васильовичем НАГОРНИМ. Але ще до Нагорного тут, в нашому університеті, була створена певна база. А Олександр Васильович став організатором, який на вже наявній в університеті базі експериментальних досліджень механізмів старіння сформував наукову школу, тобто колектив, який вирішує ту чи іншу наукову проблему. До нього тут працювали чудові вчені: Данилевський, Мечников, Ванотті, Щелков (учитель Мечникова) і багато інших. Всі їхні роботи були в тій чи іншій мірі пов'язані з експериментом і дослідженнями в галузі вивчення механізмів старіння».

А для того, щоб вивчати механізми старіння і не тільки, потрібні об'єкти. Центральним аспектом в будь-якій експериментальній науці є об’єкт, без нього експеримент як такий не є можливим. Від вибору об’єкта, його особливостей залежить і успіх відкриття того чи іншого явища та конкретність опису біологічних явищ в цілому. Так склалося, що об'єктами для біохімічних і фізіологічних процесів є ссавці, найбільш вдало розроблені - миші та щури.

На базі Інституту біології і біологічного факультету Каразінського протягом більш ніж десяти років функціонує кафедра молекулярної біології та біотехнологій. Вона використовує цілий ряд нових об'єктів для наукових досліджень і для отримання цільових продуктів біологічними методами. Ці об'єкти багато років містилися на біологічному факультеті, що раніше базувався на вулиці Трінклера (зараз на цьому місці знаходиться Музей природи). Після того, як університет був зібраний в загальну будівлю на площі Свободи, а стару будівлю звільнили, постало питання, де тепер утримувати ці важливі об'єкти. Більш того, у 1940-50х роках з’явилася потреба в розширенні кількості об'єктів дослідження, тож для цього потрібна була площа, спеціальні приміщення та фахівці. І тоді, за ініціативи академіка АН УРСР Володимира Миколайовича НІКІТІНА, який після О. В. Нагорного багато років очолював Інститут біології, було побудовано віварій. Ця будівля розташована на території Ботанічного саду за адресою вул. Балакірєва, 45, що на Павловому Полі. Багато людей вважають більш правильним називати цю установу не «віварій», а «віваріум» (vivarium, від лат. vivus – живий). Віваріум – це лабораторія, у якій утримуються лабораторні об’єкти в широкому сенсі цього слова. На цих об'єктах проводить дослідження не тільки біологічний факультет та Інститут біології, але і радіофізичний та медичний факультети. Крім цього, практикум студентів-біохіміків, біотехнологів, фізіологів, теж відбувається на цих об'єктах.

Коли віварій будувався в 1960-і роки, це було приміщення, в якому містилися лабораторні собаки, кролики, щури та миші. З плином часу від багатьох цих об'єктів довелося відмовитися з різних причин. Із ссавців залишилися гризуни, в даному випадку  щури, і об'єкти, які вже були перераховані вище. Але до 1990-го року на базі віварію проживало 6500-7000 лабораторних щурів. До теперішнього часу система уніфікувалася, скоротили роботи, які проводяться на тваринах. Дослідники сьогодні активно дотримуються біоетики і намагаються зменшити кількість досліджень на лабораторних тваринах. Але залишаються дослідження, які досі неможливо замінити ніякими комп'ютерними технологіями, тому в даний час у розпліднику зостається  2500 щурів лінії Wistar.

Крім цього, у віварії утримуються різні мікроводорості (Chlorella, Dunaiella, Arthrospira) - це одноклітинні об'єкти, які відомі в усьому світі і використовуються в біотехнологіях. Також представлені дріжджі роду Rodosporidium - об'єкт, який становить інтерес з промислової точки зору для отримання різних кормів і біодобавок. Ще є вищі гриби базидіоміцети, які поширені для культивування та продажу. Вони їстівні та мають масу позитивних властивостей у плані отримання біологічно активних препаратів. Ще одним цікавим об’єктом є культура червоних каліфорнійських черв'яків, принадність яких полягає в тому, що вони живуть більш ніж 18 років, володіють великою енергією розмноження і переробляють будь-які органічні залишки. Це актуально у біотехнологіях переробки відходів виробництва сільськогосподарських та інших видів для отримання вермикомпосту. Таке органічне добриво дає від 30% до 50% добавки до врожаю, тож екологічне землеробство є популярним напрямом досліджень сьогодні.

Проф. А. І. Божков: «У нас унікальний віварій і, напевно, один з кращих в Україні, тому що це не просто віварій, а розплідник. Адже віварій передбачає лише утримання лабораторних тварин, а ми не просто утримуємо, а підтримуємо, розмножуємо, зберігаємо певну генетичну лінію, і всі наші об’єкти відповідають певним стандартам. Сьогодні лабораторії повинні відповідати вимогам GLP (англ. Good laboratory practice), це так звана належна лабораторна практика. Ми вже трохи відстаємо від західних стандартів, але це не катастрофічно і не заважає вирішенню поставлених завдань.

Сьогодні віварій існує та успішно функціонує завдяки дуже правильному і глибокому розумінню важливості цих робіт з боку адміністрації нашого університету, зокрема Віля Савбановича БАКІРОВА та Анатолія Миколайовича УДОДА. Тому що підтримка віварію на сучасному рівні – це великі витрати на харчування, санітарні умови, зарплати штатних працівників. Але ці витрати окупаються, тому що на об'єктах ми проводимо цілий комплекс наукових досліджень: вивчення механізмів старіння, дослідження активності біологічно активних препаратів, оцінка токсичних сполук (зокрема - важких металів) на генетичні та біологічні об'єкти тощо.

З нами співпрацює дуже багато лабораторій, іноді ми проводимо спільні дослідження, спрямовані на виконання наукових грантів, кандидатських і докторських дисертацій та студентських наукових робіт. Це лабораторії не тільки Харкова, а й Одеси, Дніпра і багатьох інших міст».