Академик Тарчевский Игорь Анатольевич
Игорь Анатольевич Тарчевский родился 24 января 1931 года в Омске. Когда Игорь пошёл в школу — там его считали «сыном врага народа»: в 1938 году отец был арестован по ложному доносу, два года провёл в омской тюрьме, затем — реабилитирован. Трудовую деятельность Игорь начал в военное время в деревне сначала подпаском большого стада коров, затем самостоятельно пас стадо телят.
В 1954 году с отличием окончил биолого-почвенный факультет Казанского государственного университета по кафедре физиологии растений и микробиологии. В 1954–1965 гг. — аспирант, одновременно руководитель лаборатории биофизики, ассистент, доцент кафедры физиологии растений и микробиологии этого факультета. В 1958 году защитил кандидатскую диссертацию «Влияние почвенной и атмосферной засухи на фотосинтетический метаболизм углерода у пшеницы», в 1964 году защитил докторскую диссертацию «Фотосинтез и засуха», с 1967 года — профессор.
В 1965–1974 гг. и 1983–1994 гг. — зав. кафедрой биохимии университета. В 1974–2001 гг. — зав. лабораторией Казанского института биологии Казанского филиала АН СССР (с 1991 года РФ). В 1975–1992 гг. — директор Казанского института биологии Казанского филиала АН СССР (с 1998 года — Казанский институт биохимии и биофизики Казанского научного центра РАН). В 1991–1996 гг. — председатель Президиума Казанского научного центра РАН. Далее — главный научный сотрудник, руководитель группы белкового метаболизма Казанского института биохимии и биофизики, зав. (на общественных началах) лабораторией биохимии фитоиммунитета Института биохимии им. А.Н. Баха. С 2017 года — главный научный сотрудник лаборатории оксилипинов Казанского института биохимии и биофизики — обособленного структурного подразделения «ФИЦ „Казанский НЦ РАН”». Советник РАН.
Член-корреспондент АН СССР c 1981 года, академик АН СССР c 1987 года по Отделению биологических наук. Академик Академии наук Республики Татарстан с 1992 года, в 1992–1997 гг. — вице-президент Академии наук РТ.
Академик И.А. Тарчевский — выдающийся российский учёный в области физиологии и биохимии растений, основатель Казанской научной школы физиологов и биохимиков растений. Практически все учёные, работающие в Казани в этой области — это ученики И.А. Тарчевского, ученики его учеников, ученики учеников его учеников.
Его работы начались в аспирантуре с изучения влияния засухи на химизм фотосинтеза (на образование продуктов восстановления углекислого газа) с использованием радиоактивного углекислого газа и двумерной хроматографии и радиоавтографии. Впервые было обнаружено, что происходит «короткое замыкание» между фотосинтезом и дыханием.
Оказалось также, что у пшеницы под влиянием засухи начинает накапливаться в больших количествах иминокислота пролин, относящаяся к сильным антиоксидантам. В дальнейшем, его ученица А.М. Егорова обнаружила, что накопление пролина может происходить не только за счёт его синтеза, но при деградации обогащённым пролином белков.
Так И.А. Тарчевский снова вернулся к теме пролина. Оказалось, что этому уникальному защитному соединению были посвящены уже сотни отечественных и зарубежных исследований, и он начал использоваться для повышения устойчивости растений к действию самых различных неблагоприятных условий. Стали включать пролин в препараты, которыми обрабатывают растения. И устойчивость таких растений к климатическим стресс-факторам и к патогенным микроорганизмам значительно повышалась. Стали также создавать трансгенные растения, синтезирующие больше пролина, что делало их более устойчивыми.
Результаты, полученные И.А. Тарчевским при работе над кандидатской и докторской диссертациями, привели к практическому, агротехническому продолжению. Было показано, что в формировании урожая пшеницы при усиливающейся засухе всё большее участие принимают не листья, но стебли и колосья. В результате вместо общепринятого во то время метода определения потенциальной продуктивности по суммарной площади листьев (по «листовому потенциалу»), И.А. Тарчевским была обоснована перспективность нового метода — хлорофильных потенциалов (по суммарному содержанию хлорофилла не только в листьях, но и в других органах — колосьях и стеблях). Этот метод позволяет оценить продуктивность посевов по степени их «зелёности» — И.А. Тарчевским с сотрудниками был предложен метод дистанционного определения содержания хлорофилла, он составил программу определения потенциальной урожайности посевов растений на больших площадях с помощью спутника. Зная величину работоспособности хлорофилла, можно было рассчитать так называемые «хлорофильные фотосинтетические потенциалы» и по ним предсказать урожай посевов. Был составлен план совместного с Институтом космических исследований (ИКИ) проведения их определения с помощью спутника, но распад СССР сделал проведение этой работы невозможным. Однако те же исследования снова стали актуальными в настоящее время — появились беспилотники, и теперь даже небольшие фермерские хозяйства могут с их помощью определять степень «зелёности» посевов — и при их недостаточности использовать агротехнические приёмы для повышения урожайности.
Он активно разрабатывает актуальнейшую проблему участия сигнальных систем в выработке иммунитета у растений к патогенным микроорганизмам и устойчивости к климатическим неблагоприятным факторам.
У растений при стрессе начинают происходить очень сложные процессы. Упрощённо можно представить это следующим образом. При атаке болезнетворных микроорганизмов сигналы об этом улавливаются специальными антеннами, расположенными на поверхности клетки растения, и передаются с помощью серии посредников в «штаб» — ядро клетки, где с помощью генетического аппарата принимается решение о виде защитного ответа. Начинается усиленный синтез антипатогенных соединений, которые выводятся навстречу врагу.
Впервые И.А. Тарчевским проведён протеомный анализ влияния на растения антибиотика циклогексимида — ингибитора синтеза белков. Как и ожидалось, он вызывает снижение содержания многих белков. Неожиданным было открытие антипатогенного феномена циклогексимида, проявившегося в повышении у корней растений содержания ферментов, катализирующих синтез антипатогенных небелковых соединений — фитоалексинов, лигнина и терпеноидов, которые подавляюще действуют на почвенную болезнетворную микрофлору.
И.А. Тарчевский исследовал молекулярные механизмы взаимодействия патогенов и растений, сигнальные системы и сигнальную сеть клеток растений, их роль в репрограммировании экспрессии генов при биологическом и абиотическом стрессе.
При исследовании клеточной сигнализации И.А. Тарчевским впервые обнаружена внутримолекулярная сигнальная конкуренция (между фрагментами хитин-хитозан-карбоксиметил олигосахаридного элиситора), идентифицированы многие защитные белки, синтез которых активируется салициловой кислотой — ключевым фактором фитоиммунитета.
На основе экспериментальных данных И.А. Тарчевский выдвинул положение о функционировании в клетках растений единой сигнальной сети, состоящей из взаимодействующих друг с другом сигнальных систем. Показал, что промежуточные продукты сигнальных систем клеток могут использоваться в качестве препаратов, усиливающих выработку растениями устойчивости к неблагоприятным климатическим факторам и патогенам.
Одним из направлений исследований И.А. Тарчевского было изучение механизмов синтеза целлюлозы и других полисахаридов клеточных стенок у хлопчатника и других растений. Полученные результаты могли внести вклад в развитие технологий получения биоматериалов двойного и оборонного назначения, а И.А. Тарчевский, как ведущий специалист, был членом комиссии при Министерстве среднего машиностроения СССР. Исследования по биосинтезу целлюлозы были включены в программу работ Министерства среднего машиностроения СССР.
Одна из грозящих человечеству катастроф — всё большее уничтожение почвы как «живого существа» гигантскими дозами удобрений и пестицидами. Решение проблемы — в сокращении их использования и кардинально большей активации деятельности полезных для растений обитателей почвы. Но для этого нужно больше знать об особенностях взаимоотношений между организмами в ризосфере. Вот это И.А. Тарчевский с коллективом исследует уже ряд лет — каковы молекулярные механизмы ответа корней растений на те сигналы, которые к ним поступают от почвенных микроорганизмов.
Исследует сигнальные системы клеток, являющиеся молекулярной основой адаптации и иммунитета растений к неблагоприятным климатическим условиям и иммунитета к патогенным микроорганизмам. Ведёт протеомный анализ роли различных первичных сигнальных соединений, медиаторов сигнальных систем и стрессовых фитогормонов в репрограммировании синтеза белков в растениях.
Найденные И.А. Тарчевским и другими исследователями подходы в области клеточной сигнализации в последнее время стали всё чаще использовать в агробиотехнологии — или для обработки ими растений, или для повышения их содержания в трансгенных растениях, в которые переносятся гены сигнальных белков. Проводимые им исследования представляют как теоретический, так и практический интерес, поскольку открывают новые возможности для развития сельского хозяйства, в том числе в Республике Татарстан.
И.А. Тарчевский разработал и читал студентам Казанского университета общие курсы «Физиология растения», «Биохимия», «Биофизика», спецкурсы «Фотосинтез», «Биохимия полисахаридов», «Деградация биополимеров и липидов», «Стрессология», вёл спецсеминар «Основы регуляции биохимических процессов». Читал курсы лекций в Минском, Мордовском, неоднократно в Пущинском, Марийском, Башкирском, Саранском государственных университетах. Участвовал в организации учебного процесса на биоинженерном факультете в Казанском химико-технологическом институте, читая там общий курс биохимии в качестве профессора на правах совместительства в 1982–1985 гг. На протяжении многих лет был активным членом общества «Знание».
Большой вклад И.А. Тарчевский внёс в создание Академии наук Республики Татарстан.
И.А. Тарчевский сделал множество докладов на Международных научных конференциях в различных странах. По его инициативе проведены Международные симпозиумы в Москве (2002) и в Казани (2006, 2011, 2016, 2021) по сигнальным системам растений. Руководил Всероссийским проектом по биотехнологии растений, являлся координатором исследований по фитобиотехнологии долгосрочной Российско-Индийской программы в области новых технологий, был членом российско-индийской Комиссии по высоким технологиям, организовал и провёл в Москве российско-индийский симпозиум по фитотехнологии.
Около двадцати лет И.А. Тарчевский был директором Казанского института биологии АН СССР. За это время по его инициативе был создан целый ряд лабораторий по перспективным направлениям физико-химической биологии, что предопределило преобразование Института биологии в Казанский институт биохимии и биофизики РАН. На базе Института биологии он организовал учебные базовые кафедры биохимии Казанского университета и Казанского химико-технологического института. Под руководством И.А. Тарчевского в Институте стали развиваться исследования по биохимии, биофизике, молекулярной биологии и генетике. На первый план выдвинулись исследования в области физико-химической биологии. Работы Института были включены в Государственную научно-техническую программу «Физико-химическая биология». Институт активно развивался, пополнялся молодыми кадрами — биологами, химиками и физиками.
И.А. Тарчевский — научный руководитель ведущей научной школы РФ (с 1998 года), которая получила официальное признание в виде грантов, она занимает лидирующие позиции в России и хорошо известна в мире. Он подготовил 40 кандидатов и 10 докторов наук, один из его учеников избран академиком РАН. Многие годы руководил коллективами исполнителей научных проектов по грантам РФФИ.
Им опубликованы более 200 научных работ, в том числе 10 монографий, одна из которых вышла на английском языке в издательстве «Шпрингер» «Сellulose: Biosynthesis and Structure» (Springer, 1991), а также учебное пособие по фотосинтезу. В монографии «Сигнальные системы клеток растений» (М. Наука. 2002) было выдвинуто положение о функционировании в клетках не обособленных, но взаимосвязанных сигнальных систем, от которых зависит адаптация к стресс-факторам, в ней обобщаются результаты мировой науки, И.А. Тарчевский считает её главным итогом своей научной деятельности. Специалистам известны его труды: «Хлорофилл и продуктивность растений», «Фотосинтез и засуха», «Основы фотосинтеза», «Катаболизм и стресс у растений», «Метаболизм растений при стрессе» и др.
Член редколлегий/редсоветов журналов «Физиология растений», «Известия РАН», «Прикладная биохимия и микробиология».
Почётный доктор Казанского университета.
Был заместителем председателя Научного совета по физиологии растений и фотосинтезу РАН, председателем Научного совета по биотехнологии РАН, членом Комиссий РАН по присуждению премий имени А.Н. Баха и имени К.А. Тимирязева РАН, член Президиума ФИЦ «Казанский научный центр РАН», был членом бюро Отделения физико-химической биологии РАН, в течение 20 лет возглавлял Учёный совет по защите кандидатских диссертаций по физиологии растений.
Был членом Экспертного совета по биологическим наукам ВАК СССР и ВАК РФ, членом Комиссии при Министерстве среднего машиностроения СССР.
Заслуженный деятель науки РФ и Республики Татарстан.
Награждён орденом «Дружбы народов», «За заслуги перед Отечеством» IV ст., Почёта, «За заслуги перед Республикой Татарстан», республиканским орденом «Дуслык» («Дружба»), медалью имени академика М.В. Келдыша Федерации космонавтики СССР, отмечен юбилейной медалью «300 лет Российской академии наук».
Удостоен премии имени А.Н. Баха РАН — за цикл работ «Сигнальные системы клеток растений», премией имени В.А. Энгельгардта АН РТ (совместно с А.Н. Гречкиным) — за исследование липоксигеназного сигнального каскада.