К 100-летию со дня рождения Натальи Павловны Воскресенской

Е.П. Нечаева, Мемориальный музей-квартира К.А. Тимирязева, Москва

Воскресенская Наталья Павловна (04.09.1916 – 17.09.1989)

4 сентября 2016 г. исполнилось 100 лет со дня рождения доктора биологических наук Натальи Павловны Воскресенской – одного из крупнейших мировых специалистов по фотосинтезу. Она была не только талантливым учёным, но и очаровательной женщиной, артистической натурой с прекрасной душой. Её биография – вклад в развитие физиологии растений и часть истории института (ИФР АН СССР), где она проработала полвека (1939-1989). Её достижения в изучении действия спектрального состава света вдохновляют многие поколения учёных.

В трудах IХ Международного конгресса по фотосинтезу (Япония, 1992 г.) директор ИФР РАН академик А.Т. Мокроносов, к.б.н. Г.С. Гришина, к.б.н. В.И. Мельгунов опубликовали статью о трудах Н.П. Воскресенской: «Мы всегда должны помнить, что проф. Воскресенская была первой, кто в ранние 50-ые годы сообщил, что в зависимости от длины волны падающего света будут синтезироваться разные продукты фотосинтеза: на синем свету ¹⁴СО₂ будет включаться в аминокислоты и белки, а на красном – в углеводы. Пытаясь понять механизм этого явления, она обнаружила, что расхождение этих путей углерода происходит на уровне ФГК (фосфоглицериновой кислоты), а именно синий свет вызывает энолизацию ФГК и синтез аминокислот, а красный свет вызывает восстановление ФГК в ФГАльдегид… кроме того, было показано, что активность НАДФ.Н- зависимой триозофосфатдегидрогеназы изменяется при освещении синим светом».

Другое направление, которым проф. Воскресенская долгое время интересовалась, был биогенез хлоропластов под влиянием синего и красного света. Она установила, что синий свет (СС) вызвал сильное, по сравнению с красным светом (КС), образование мембран внутри хлоропластов. На СС хлоропласты отличались более высокой фотохимической активностью, более эффективным транспортом электронов и сопрягающим действием мембран. Судя по характеристикам рибосом (полисом и моносом), СС стабилизировал полисомы хлоропластов в зеленеющих на свету растениях. На уровне транскрипции связующим звеном между действием цитокининов и СС является активность ядерных РНК-полимераз I и II. Установлена корреляция между активностями РНК-полимеразы I и протеинкиназами в ядерном хроматине, что привело к предположению, что стимуляция РНК-полимеразы I светом осуществляется через реакцию фосфорилирования.

Воскресенская утверждала, что растения, выращенные в присутствии СС, очевидно, могут быстро, без повреждений аппарата фотосинтеза адаптироваться к меняющимся в широком диапазоне в течение дня и сезона освещённостям и сохранять, таким образом, относительно гомеостаз благодаря высокому световому плато фотосинтеза и нефотосинтетической реакции движения устьиц. Один КС не может обеспечить таких возможностей. Присутствие СС в светопотоке предохраняет также аппарат фотосинтеза от преждевременного старения за счёт активного синтеза на этом свету цитокининов, что в конечном счёте может благоприятно сказаться на биологическом и даже хозяйственном урожае. Высоко также значение СС для различных движений листа и хлоропласта, где сигналы СС, возможно, выступают в качестве индуктора изменения состояния цитоскелета хлоропласта и клетки. Модуляция светочувствительных биологических ответов регулируется не только окружающими условиями, но и находится под постоянным генным и эпигенетическим контролем.

Воскресенская считала, что через фоторегуляторные реакции свет определяет всю стратегию развития зелёного растения, а СС наряду с фитохромом является важным компонентом фоторегуляторной системы высших зелёных растений. СС участвует в регуляции фотосинтеза – как в организации фотосинтетического аппарата, так и в его активности. В последнем случае, регуляторная роль СС заключается, в том числе, и в его влиянии на метаболические пути использования фотоассимилированного CO₂.Такое действие СС свойственно также незелёным растениям. Возможно, что в обоих случаях оно связано с активацией этим светом поглощения кислорода. Промежуточные продукты фотосинтеза – органические кислоты и аминокислоты, образование которых усиливается под влиянием СС (аспарагиновая и яблочная), - могут широко использоваться в реакциях цикла Кребса. Фоторецептором СС во всех эффектах является криптохром. Тот же фоторецептор СС участвует в движениях устьиц, возбуждаемых СС. Высказываются только предположения о том что это действие связано с изменением окислительно – восстановительных реакций клетки, проницаемости мембран и работой протонного насоса.

Что касается влияния СС на организацию хлоропласта, то совершенно очевидно, что СС увеличивает потенциальные возможности и надёжность работы этой органеллы, что имеет непосредственное отношение к вопросам фотосинтетической продуктивности растений. СС усиливает метаболические контакты хлоропласта и клетки за счёт активации передачи в хлоропласт информации от ядра…. Очевидно на естественном свету с обязательным участием ФХ развёртывается эндогенная программа биосинтеза компонентов хлоропласта. СС скорее всего через КХ играет решающую роль в адаптационной модификации этой программы, приближая её к той, которая имеется в естественных условиях освещения.

Директор Института фотосинтеза и почвоведения АН СССР, д.б.н. В.И.Кефели так отзывался о Наталье Павловне: «Мало на свете исследователей, которые оставили после себя нестареющие работы; работы, полные современных идей и концепций. Таким автором являлась Наталья Павловна Воскресенская. Она была в Институте физиологии не только генератором идей, но и блестящим экспериментатором. Только сложная судьба лаборатории фотосинтеза Института физиологии не позволили ей создать своё собственное научное объединение. Однако, несмотря на это, Наталья Павловна была международным лидером в области фотоморфогенеза, эффектов синего света, регуляции фотосинтеза. Начав свои исследования в 40-вые годы, Наталья Павловна Воскресенская стояла у истоков изучения пути углерода в фотосинтезе, в регуляции синим светом этого процесса. Её научные исследования легли в основу идей, развивавшихся как в Институте физиологии, так и в институтах Эстонской и Таджикской академий. Наталья Павловна Воскресенская была инициатором Всесоюзных совещаний по фотоморфогенезу. Организаторы Красноярского совещания поступили справедливо, посвятив одно из первых заседаний памяти Натальи Павловны Воскресенской - выдающегося учёного и прекрасного экспериментатора. Нам всем больно говорить о том, что её нет. Она с нами, её критический ум контролирует эксперименты по фотоморфогенезу в Советском Союзе».

Из биографии Н.П. Воскресенской:

Н.П. Воскресенская находилась в научной командировке в США с 28 февраля по 27 марта 1963 г., во время которой выступила с докладом: «Особенности поглощения кислорода зелёными растениями на свету»:

1. в Ла-Хоийя в Отделе физиологии и биохимии растений Института океанографии Калифорнийского университета,
2. в Стенфорде в Отделе биологии растений Карнеги Института Вашингтона в лаборатории проф. С. Френча,
3. в Пасадене для студентов Технологического института в лаборатории проф. Боннера.

Ещё Наталья Павловна была принята учёными в лабораториях:

1. проф. Д. Арнона в лаборатории клеточной физиологии Калифорнийского университета в Беркли,
2. в лаборатории М. Кальвина того же университета,
3. в Институте океанографии этого же университета, где работали М. Камен, А. Бенсон, Ф. Гексо,
4. и в лаборатории физиологии растений доктора Н. Бортвика на Агрономической индустриальной станции в Белтсвилле.
5. Она изучала методики постановки опытов, лабораторное оборудование, знакомилась с результатами исследований. Кроме этих учреждений Наталья Павловна посетила:
   • Балтимор, Институт перспективных проблем, лабораторию фотосинтеза проф. Б.Кока
   • Лос-Анжелес, на факультете биохимии Калифорнийского университета, лабораторию доктора Вилдмана;
   • Нью-Йорк, Колумбийский университет лабораторию доктора Руфь Сагер; Балтимор, Джон-Гопкинс университет, факультет биологии, лабораторию доктора А.Ягендорфа;
   • Вашингтон, Бетесда, Национальный институт здоровья, лабораторию проф.Д.Берка;
   • Нью Гавен, Иельский университет, кафедру биохимии, проф. А.Гастона

Н.П. Воскресенская с коллегами в Душанбе, 1972 г

Наталья Павловна разработала спецкурс для студентов и слушателей ФПК вузов читала его в Москве, Томске, Душанбе, Ярославле.  Она являлась научным руководителем  кандидатских диссертаций Г.С. Гришиной,  Ю.А. Вийль, Е.П. Нечаевой, А.К. Тохвер, Н.М. Поярковой, И.С. Дроздовой, А.Д. Рожковского, О.Ф. Кээрберг и др., у неё были на стажировке молодые учёные из Болгарии, Венгрии и др. 

Из Томска Наталья Павловна привезла документ от декана, профессора Б.Г.Иоганзена  (за 21 марта 1975 г.) о том, что ею впервые в Союзе прочитан оригинальный курс «Фоторегуляция метаболизма и фотоморфогенеза растений» в 1973\1974 и 1974\1975 учебных годах. Наталья Павловна дала консультацию студентам, а также сотрудникам лаборатории фотосинтеза Научно-исследовательского Института биологии и биофизики Томского университета. Наталья Павловна обобщила имеющиеся литературные данные и результаты своих собственных исследований, касающихся вопросов световой регуляции морфогенеза и метаболизма растений. Оригинальный курс, впервые прочитанный для студентов Томского университета, специализирующихся в области экспериментальной ботаники, явился положительным опытом участия сотрудников АН СССР в подготовке выпускников-биологов Томского университета». Зав кафедрой д.б.н. Раиса Александровна Карначук до конца своей жизни разделяла научные взгляды Натальи Павловны.

Н.П. Воскресенская с коллегами в Пущино, 1985 г.

Награды Н.П. Воскресенской:

• 1945 Медаль "За доблестный труд в Великой Отечественной Войне 1941-1945 гг."
  1948 Медаль «В память 800-летия Москвы»
• 1953 Медаль "За трудовую доблесть"
• 1960 Малая серебряная медаль на ВДНХ СССР
• 1976 Орден "Знак почета"
• 1984 Медаль «Ветеран труда»

Основные труды

1. Воскресенская Н.П. О влиянии спектрального состава света на соотношение веществ, образующихся при фотосинтезе // Доклады АН СССР. 1952. Т. 86. № 2. С. 429-432.
2. Воскресенская Н.П. Отчёт о командировке в США. М.:АН СССР. ВИНИТИ.1963.12с.100 экз.
3. Воскресенская Н.П. Фотосинтетическая деятельность зелёного растения при различном спектральном составе света. // Автореф. дисс.докт. биол.наук. Изд. АН СССР.1963.37с.180 экз.
4. Воскресенская Н.П. Фотосинтез и спектральный состав света / Отв. редактор А.А. Ничипорович. М.: Наука.1965.311с. 3000 экз
5. Воскресенская Н.П., Нечаева Е.П. Действие синего, красного и зелёного света на содержание белка, нуклеиновых кислот и хлорофилла в молодых растениях ячменя / / Физиология растений, 1967.Т.14. Вып. 2. С. 299-308.
6. Воскресенская Н.П., Нечаева Е.П., Власова М.П., Ничипорович А.А. Значение синего света и кинетина для восстановления фотосинтетического аппарата стареющих листьев ячменя //Физиология растений. 1968.Т.15. Вып. 5. С. 890-897.
7. Воскресенская Н.П., Вийль Ю.А., Гришина Г.С., Пярник Т.Р. Распределение меченого углерода в продуктах фотосинтеза листьев фасоли на красном и синем свету при различном содержании в среде кислорода.//Физиология растений. 1971. Т.18. Вып.3. С. 488-493.
8. Voskresenskaya N.P. Blue Light and Carbon Metabolism // Ann. Review of Plant Physiology. Stanford. Calif. 1972. vol. 23. pp. 219-234.
9. Воскресенская Н.П. Принципы фоторегулирования метаболизма растений и регуляторное действие красного и синего света на фотосинтез./ В кн.: Фоторегуляция метаболизма и морфогенеза растений. Отв. редакторы Курсанов А.Л., Воскресенская Н.П. М.:Наука.1975 С.16-36.
10. Voskresenskaya N.P. Effect of Light Quality on Carbon Metabolism // Photosynthesis ΙΙ. Photosynthetic Carbon Metabolism and Related Processes: Encyclopedia of Plant Physiology. Vol. 6. Berlin. 1979. pp. 174-180.
11. Воскресенская Н.П. Фоторегуляторные аспекты метаболизма растений. Доложено на 38-м ежегодном Тимирязевском чтении. Отв. редактор А.Л. Курсанов. М.: Наука, 1979. 48с.
12. Воскресенская Н.П. Регуляторная роль синего света в фотосинтезе./ В кн.:Физиология фотосинтеза.М.: 1982. С.203-221.
13. Voskresenskaya N.P. Control of the Activity of Photosynthetic Apparatus in Higher Plants // Blue Lights Effects in Biological Systems. Heidelberg. Springer-Verlag. 1984. pp. 407-418.
14. Воскресенская Н.П. Фоторегуляторные реакции и активность фотосинтетического аппарата //Спецвыпуск журнала Физиология растений. Редактор Воскресенская Н.П. 1987.Т. 34. Вып. 4. С. 669-684.
15. Воскресенская Н.П. Некоторые аспекты регуляторного действия синего света на высшие растения. /В кн.: Молекулярные механизмы биологического действия оптического излучения. М.:Наука.1988.С.178-189.
16. Воскресенская Н.П. Фоторегуляторные реакции и их вклад в фотосинтетическую деятельность растений. / В кн.: Фотосинтез и продукционный процесс. М.: Наука.1988. С.142-163.

Публикации о Н.П.Воскресенской

1. История и современное состояние физиологии растений в Академии наук. М.Наука.1967. С. 371
2. Mokronosov A.T., Grishina G.S., Melgunov V.I. “Photosynthesis and the Light Quality as studied by Professor N.P.Voskresenskaya”. / “Research in Photosynthesys, edited by Norio Murata”. Proceedings of the IXth International Congress on Photosynthesis. Nagoya, Japan, August 30 – September 4. 1992. Vol. I. Pp. XLIII-XLIV. Перевод с анг. д.б.н.Обручевой Н.В.
3. Мокроносов А.Т., Гавриленко В.Ф., Жигалова Т.В. Фотосинтез. Физиолого-экологические и биохимические аспекты :учебник для студ. вузов. М.: Изд.центр «Академия».2006.С. 356-357.
4. Физиология растений.:учебник для студ.вузов. М.: Изд. Центр «Академия» 2006.640с.
5. Нечаева Е.П. Яркий мир жизни (встречи с П.С. Беликовым) в сборнике статей  «П.С.Беликов–учёный, учитель, мыслитель». Сборник воспоминаний под общей редакцией Марины Петровны Беликовой.- М.: Издатель-Наталия Мельгунова. 2008. С.130-134. С.203 (352с.+48с.(илл).
6. Нечаева Е.П. К 95-летию со дня рождения доктора биологических наук Натальи Павловны Воскресенской. // Бюллетень Общества физиологов растений России. 2011.Вып.24.С.19-22.
7. Нечаева Е.П., Дручек А.А.  К 95-летию со дня рождения профессора Н.П.Воскресенской. // Известия ТСХА. 2012.Вып.2.С.192-197.
8. Нечаева Е.П. О влиянии спектрального состава света на соотношение фотосинтатов – по трудам профессора Н.П.Воскресенской. // ХХ Пущинские чтения по фотосинтезу и Всероссийская конференция «Разнообразие путей электронного транспорта и углеродного метаболизма при фотосинтезе» 25-29 июня 2012. Пущино. Программа  чтений. С.3. Тезисы. С.43.

В Киевском ботаническом саду, 1984 г.

Е.П. Нечаева, Мемориальный музей-квартира К.А. Тимирязева, Москва

Ознакомиться с более ранней публикацией, посвященной 95-летию со дня рождения Н.П. Воскресенской, можно в Бюллетене ОФР, вып. 24 за 2011 год, с.19-22, а также на сайте ОФР http://ofr.su/assets/files/bulletin/RSPP_Bull_24.pdf