Richard Villems alustas 1960ndatel koos Eesti molekulaarbioloogia rajaja, kuulsa akadeemiku ja professori Artur Linnuga keemiahoone toas nr 414 RNA valkude ja ribosoomide uuringutega.
Tuppa nr 414 koondusid hingelt ja loomult eksperimentaatorid, kes hoolimata sellest, et RNA eraldamiseks seisid seina ääres umbes kahe ja poole meetri kõrgused klaastorud ja arvutamisel oli abiks Felix, jõudsid märkimisväärsete teaduslike tulemusteni.
Millest ja kuidas tärkas Artur Linnul huvi ribosoomide uurimise vastu? Paluksin väikest eellugu: milliseid teid pidi ta toani 414 jõudis?
Richard Villems: 1960. aastal toimus Moskvas ülemaailmne biokeemia seltside kongress. Nõukogude Liidus olid toona ülemaailmsed teadusüritused haruldased. Seetõttu üritasid korraldajad kõiki üllatada ja kõigile osalejatele jagati välja raadiosaatjad, mistõttu võis viibida ükskõik kus kongressi piirkonnas ja ikkagi sai ettekandeid kuulata, ei pidanud saalis istuma. Seal esines selline mees nagu Marshall W. Nirenberg, kes hiljem sai Nobeli auhinna1 geneetilise koodi avastamise eest. Toona, kongressi ajal ta veel suure nimega tegelane ei olnud. Tema ettekande ajal viibis Artur eemal ja kuulis pööraselt põnevast laboratoorsest katsest, mida Nirenberg kirjeldas. Täielik pommuudis! See oligi maailma esmaettekanne geneetilise koodi olemuse eksperimentaalsest avastamisest.
Miks Artur Lind üldse teadusesse suundus? Linnul oli kunagi tekkinud rängakujuline allergia novokaiini vastu, ja kohe nii äge, et ta ei saanud suisa kliiniku uksestki sisse minna, kui allergia kohe välja lõi – ta läks näost ja kätest üleni punaseks. Novokaiin oli toona põhiline lokaalne valuvaigisti ja ühel kirurgil nagu Ats (Artur Lind sõpradele – toim) seda toona oli, ei olnud lihtsalt võimalik seda ainet talumata töötada. Ats oli muide väga hea kirurg ja oma kirurgikarjääri lõpuperioodiks tõusnud südamekirurgide töörühma. See võis olla umbes 1957 või 1958, mil ta praktiseerimise lõpetas ja teaduskond leidis talle uue töökoha biokeemia kateedris. Ma võin eksida, kuid minu teada ei olnud tal eelnevalt vähimatki huvi biokeemiliste protsesside vastu.
See oli aeg, kui nõukogude füüsik ja tuumapommi meister Igor Kurtšatov ei olnud enam salastatud figuur. Pomm oli valmis tehtud. Pommid pommideks, aga siis avati tuumafüüsika n-ö rahu teenistuseks ja kõigil teistel teadusharudel oli võimalus hakata uurimistöödes ära kasutama näiteks radioaktiivsete isotoopide võimalusi. Kutsuti seda märgistatud aatomite meetodiks. Meditsiiniga seotud teadussuunad võtsid sellest võimalusest kohe kinni ning Artur käis koolitustel ja õppustel, mida üleliiduliselt laia haardega ja hoogtöö korras, nagu toonasele riigile kombeks oli, kui midagi pähe oli võetud, korraldama hakati. Põhimõte seisnes selles, et mingi radioaktiivse isotoobiga märgitud molekul pannakse organismi ja püütakse välja selgitada, kuhu see märge ainevahetuse käigus jõuab. Meetod oli välja mõeldud Nils Bohri juures Kopenhaagenis.
Pärast sõda oli lõpetatud Tartu ülikooli pooleli jäänud keemiahoone see osa, mis jääb tänava poole, aadressiks oli Kingissepa 14. Sinna paigutati ka arstiteaduskonna biokeemia kateeder. Seal oli selline eesti keelt purssiv Venemaa eestlane professoriks, nimega Martinson – ühelt poolt küll punavanake, aga teisalt siiski läbi ja lõhki teadlane, vahepeal oli Martinson ka ülikooli teadusprorektor. Kuna suunis hakata tegelema „märgitud aatomitega“ tuli Moskvast, siis eraldati vastava väljaõppe saanud Artur Linnule alul üks, seejärel ka teine pisem ruum otseseks tööks isotoopidega. Ning lisaks kaks kolmandikku ruumist 414, kuna reeglid ei lubanud isotoopide ruumis muud tööd teha.
Millal see võis toimuda?
Ma siin jään vastuse võlgu, aga enam-vähem kindlalt võin öelda, et esimese pisikese ruumi sai Artur pigem 1960. kui 1961. aastal. See toimus kindlasti mõni aasta enne minu sattumist ülikooli, kuhu ma tulin 1962. aasta sügisel ja Atsi juurde jõudsin teisel kursusel, s.t aastal 1964. 414. ruumi kasutamine oli just alanud.
Mida siis alguses uuriti?
Artur Lind alustas täiesti nullist ja seetõttu sai ta sisustada labori NSV Liidu tolle aja viimase sõna järgi – oli kaugel maailmatasemest, kuid siiski funktsioneeris. Esimese hooga uuris Artur ainevahetuse biokeemiat uute meetoditega, aga vanamoodsa ideestikuga. Kuna Martinson kartis radioaktiivsust nagu vanapagan risti, siis ei toppinud ta kunagi oma nina 414. ruumi ja mingi aja pärast sai Ats hakata tegema asju omamoodi, mitte kateedrijuhataja suuniste järgi. Pärast Nirenbergi ettekande kuulmist hakkas ta tegelema nukleiinhapetega. Algus oli raske. Esiteks, kuidas neid nukleiinhappeid eraldada? Siin tuli appi Tullio Ilomets, kes sünteesis Arturile ioonvahetajaid tsellulooskandjal. Päris hästi need paraku ei töötanud: tugeva negatiivse laenguga nukleiinhapped jäid ioonvahetajale ülearu kõvasti kinni, ei fraktsioneerunud. Hiljem tulid Rootsi molekulaarsõelad, need võimaldasid nukleiinhappeid juba molekulmassi alusel hästi lahutada. Ja mingi hetk Atsil lihtsalt vedas. Nii bakteri- kui ka loomsetes ribosoomides on kolm geeni ribosoomide RNA kodeerimiseks. Kaks suurt RNAd, üle tuhande nukleotiidi pikad ja olid juba mõne aasta eest üles leitud, aga Ats avastas, et lisaks neile on veel pisem, umbes 120 nukleotiidi pikk.
Ühesõnaga, Ats avastas selle lühikese RNA, millega läks selles mõttes halvasti, et kui üks väga mõjukas Moskva akadeemik sellest avastusest kuulis, siis ütles ta lihtsalt: „Mustalt töötate,“ s.t ta arvas, et see oli lihtsalt räpaka eksperimendi viga, „lõhkusite eksperimendi käigus mõne pika RNA küljest jupi ära ja saite mingit prügi.“ Kuid kohe varsti avastati see väike, nn 5S RNA ka bakterite ribosoomis. Ats tegeles loomsete rakkudega. Oleks ta toona saatnud oma avastuse mõnda kesksesse rahvusvahelisse ajakirja, oleks tal momentaanselt tekkinud rahvusvaheline renomee. Tema aga avaldas oma tööd Tartu Riikliku Ülikooli Toimetistes (Uchenye zapiski Tartuskogo gosudarstvennogo universiteta),2 mille väljaanne jõudis küll Lenini-nimelisse raamatukokku, aga mitte kaugemale. Samas, kirjasõnas on see fakt olemas. Sellest avastusest tekkis omajagu entusiasmi edasiseks. Ja tõele au andes: ülalmainitud akadeemikust Aleksandr Spirinist sai ajapikku meie labori hea sõber.
Mis siis saama hakkas, kui teie tuppa nr 414 astusite?
Kui mina kohale jõudsin, siis pühendasime ennast alul mitte ribosoomi bioloogilisele funktsioneerimisele, vaid just ribosoomi RNA uurimisele. Mõistma peab ka toonaseid laboratoorse töö olusid, näiteks fenooltöötlust tegime suurte klaastünnidega. RNA eraldamiseks seisid seina ääres umbes kahe ja poole meetri kõrgused klaastorud, täidetud „molekulaarsete sõeladega“. Pidevalt pidi mässama kümnete liitrite värskelt destilleeritud fenooli, piirituse ja eetriga. Tänapäeval toimub see kõik milliliitristes või pisemates katseklaasides, toona olid mastaabid hoopis teised. Tasub meenutada, et ribosoomi oli avastanud alles 1955. aastal Georg Emil Palade,3 kes oli elektronmikroskopist ja nägi mikroskoobis mingeid mummukesi raku sees. Termini „ribosoom“ võttis kasutusele Richard B. Roberts4 1958. aastal. Et Artur suutis alustada oma uurimisssuunda vahetult 1960ndate alguses, oli ta igas mõttes pioneer, ja seda ka maailma mõistes, Eestist rääkimata. Aastate möödudes lisandusid meie uurimistöö arsenali ka ribosoomi valgud ja püüd uurida struktuuri ja funktsiooni vahekorda.
Jah, aga ikkagi, miks te just ribosoome uurisite?
Sest see lihtsalt oli tähtis. Nagu hiljem James Watson5 oma mälestustes kaksikspiraali uuringuid põhjendas, et miks nad sellega üldse tegelema hakkasid. Ta ütles samuti: lihtsalt tema ja Francis Crick mõistsid, et DNA on tähtis. Vaat meie toona Atsiga ka teadsime, et ribosoomide uurimine on lihtsalt tähtis, sest valgu biosüntees – geneetilise informatsiooni translatsioon – on eluslooduse keskne protsess. Koos DNA kopeerimisega (replikatsiooniga) ja geenidest RNA koopiate tekitamisega (transkriptsiooniga) moodustavad nad kokku raku funktsioneerimise molekulaarse aluse sõlmpunkti.
Kuidas toona lõssenkism6 teie tegevust mõjutas?
Kateedrijuhataja Martinson oli kuuldavasti veendunud, kuid mitte võitlev lõssenkist. Minule loeti näiteks bioloogiat 1962. aasta sügisel ja 1963. aasta kevadel ja mitte ühtegi sõna sealjuures geenidest. Kui ma eksamil geenidest juttu tegin, sest mu eksamiküsimus servapidi seda võimaldas, siis loengut lugenud dotsent päris: kus te seda kõike lugesite? See oli umbes samal ajal, kui Viktor Palm koos kaasautoriga avaldas Sirbis ja Vasaras Lõssenkot materdava artikli, millele omakorda vastas teravalt teaduste akadeemia tollase presidendi, sotsialistliku töö kangelase ja viie (!) Lenini ordeni kavaleri, Johannes Eichfeldi õpilane Oskar Priilinn, hilisem teaduste akadeemia eksperimentaalbioloogia instituudi direktor. Kuid lõssenkismi kui doktriini aeg Nõukogude Liidus oli siiski otsa saamas, ja seda pöördumatult. Ka Eestis. Kuid kas järellainetusena või mitte, kui me hakkasime 1976. aastal punguma ülikoolist akadeemiasse, siis TA bioloogid meid ei soovinud – sealne establishment, Erast Parmasto välja arvatud, olid seisukohal, et molekulaarbioloogia ei ole kooskõlas Eesti bioloogiateaduse traditsioonidega. Füüsikuid need traditsioonid õnneks ei seganud.
Mitu akadeemikut ja professorit on öelnud, et kui nemad Artur Linnu laboratooriumi jõudsid, oli Villems seal juba ees. Kui nüüd riburada pidi tuli laboratooriumi rahvast juurde ja uurimine edenes, siis millega te aastatel 1960–1970 seal õigupoolest tegelesite?
Ribosoomidel baseeruvate uurimissuundade alusel kaitsesid oma kandidaadikraadi nii Artur, mina kui ka Mart Saarma ja jõudsime kõik ka nõukogudeaegse doktori ära teha, kandidaadikraadi kaitsesid ribosoomi temaatikal ära veel Merike Kelve, Mart Ustav, Andres ja Ene Metspalu, Toivo Maimets, Jaanus Remme, Tago Sarapuu, Juhan Sedman, ühesõnaga terve plejaad molekulaarbiolooge. Ja siis mingil hetkel me lõpetasime. Olime maksimalistid, proovisime 1970ndate teisel poolel ja veel mõned aastad peale hammustada teaduslikult väga suurt tükki – panna kokku minimaalne molekulaarne struktuur mõnest ribosoomi valgust ja RNAst, mis suudaks vastavalt geneetilisele koodile liita kokku vähemasti kaks aminohapet. Me jõudsime selle ambitsiooni teostamisel publitseerida mitukümmend artiklit ja kaitsta hulga väitekirju, aga mingil hetkel sai meile selgeks, et me jookseme vastu seina. Takkajärele pole midagi imestada, sest need struktuuriuuringud lahenesid alles aastakümneid hiljem. Meil polnud toona aparatuurseid vahendeid ja paljut muud. Esmajoones ajakohast röntgenstruktuuri uurimise tehnikat. Suhteliselt hiljuti anti selle eest Nobeli auhind7 kolmele teadlasele – ja ega lõplikult rahuldavat vastust ei toonud needki tööd. Ribosoomi uuringud siiski jätkusid ja jätkuvad ka meil – professorid Jaanus Remme ja Tanel Tenson on selle temaatikaga endiselt loovalt seotud.
Väärib meenutamist ehk ka see, millal Eestis esmakordselt, tõenäoliselt ikka teie juures, hakati DNAd uurima.
See oli jällegi Ats. Neid ribosoomse RNA uurijaid, neid oli juba tuba täis ja teisalt muutus üle maailma järjest selgemaks, et paljud lahenduste võtmed on peidus just nimelt DNAs ja geenides, nagu ma ennist Watsonile viitasin. See võis olla aastal 1982 või 1983, kui Moskvast naasis kaitsmiselt Larissa Uusküla, siis nad koos Atsiga keskendusid DNA-le. Samal ajal tegeles DNA füüsikaga ka Ergo Raukase väike grupp Harkus EBIs.
Kuigi me jäime ruumi 414, hakkas juba mõneti varem peale struktuurne hargnemine. 1976. aastal tekkis lisaks ülikooli laborile TA füüsika instituudi molekulaargeneetika töörühm Mart Saarma juhtimisel. 1980. aastal sai Endel Lippmaa oma instituudi (keemilise ja bioloogilise füüsika instituut – toim) valmis ning siis sai füüsika instituudi töörühmast Lippmaa instituudi sektor, kuigi toad jäid füüsiliselt samaks. Meile sai selgeks, et DNA uuringud on möödapääsmatud. Mina olin vahepeal olnud ära Uppsalas ja pärast seda Ühendkuningriigis, põhiliselt Edinburghis, kus ma uurisin juba puhtalt DNAd. Enamik tuumikust oli ära kaitsnud oma doktoritööd ja PhDd, mitmed praktiseerinud välismaal, teinud oma postdoc’id. See oli huvitav ja põnev aeg ja mul on hea meel, et keegi ei jäänud oma vanade tegemiste otsa istuma. Toimus intensiivne arenemine laiuti, n-ö pungumine, paljud leidsid endale hoopis uue teadussuuna molekulaarbioloogia laial alal.
Olemegi siis jõudnud ruumi 414 lõpusirgele, molekulaarbioloogia mõttes, kõik kasvandikud on kodupesast välja lennanud, toimub intensiivne arenemine, uute uurimissuundade loomine ning struktuuride formeerimine. Millal siis ja kes viimasena ruumis nr 414 tule kustutas?
Kitsas mõttes, eks ma ise kustutasin. Me saime endale endise sõjanduskateedri, mis oli juba märksa varem kinni pandud. Ain Heinaru ajas meile välja selle maja. Eesti Biokeskus oli asutatud juba aastal 1986. Molekulaar- ja rakubioloogia instituut asutati 1. juunil 1990, üleskutse selle loomiseks olin esitanud ülikooli nõukogule veidi varem. Pungumist füüsika instituuti ja hiljem KBFIsse sai juba varem käsitletud, see algas 1976. Kuid füüsiline lahkumine ruumist 414, s.t kolimine – vaevarikas, nagu see oli – toimus 1993. aasta suvel ja varasügisel, kui jõudis lõpule „kapitaalne kapitaalremont“, kus välisseintevaheline osa asendati pea täielikult. Seega vältas toa 414 periood 33 aastat – 1960–1993. Ajapikku jäid mälestused ja mõnes värvikamas osas legendid. 1997. aastal kerkis eraraha eest Riia 23 avarale õuele kolmekorruseline Citrina maja ja mõne aasta eest valmis ELi raha eest viiekorruseline uusim juurdeehitis, kus paikneb ka Eesti Geenivaramu.
Milles seisneb Artur Linnu ja ruumi nr 414 fenomen?
Ma tooksin siin välja kolm momenti. Esiteks olime ikka kõik hingelt ja loomult eksperimentaatorid. In silico tegutsemine oli meil küll veres, kuid alul tähendas see arvutamist Felixiga. Tänapäeval mäletavad vaid vähesed seda vändast ringiaetavat „arvutusmasinat“. Artur oli, peale kõiksemuu, väga osavate näppudega – see oli muljetavaldav – ja me valmistasime alati ka põhjalikult eksperimente ette. Teiseks, ta oli loomult demokraatlik mees ja laboris valitses alati ilma distantsita suhtlus tema ja üliõpilaste vahel. Tean kateedrit, kus juhataja pöördus üliõpilase poole alati „seltsimees üliõpilane“, tema oli selle vastand. Loomulikult ei käinud keegi Arturile familiaarselt õlale patsutamas. Me ju teadsime kõik, et tema on selle labori ja suuna nullist rajanud ja elab tervikuna kõige selle sees. Ja kolmandaks, vahest kõige olulisem: valitses tohutu töötegemise entusiasm. Meil ei olnud ööl ega päeval sõna otseses mõttes vahet. Töö käis sageli hommikuni ja hommikul algas uuesti, tihti mitu päeva järjest. Sageli tulenes see ka eksperimentide iseloomust, pidime tegutsema (öö)päevi järjest, muidu läinuks hapuks kätte. Eriti töös raadioaktiivse fosforiga märgitud RNAga – laguneb enne kätte ära, kuni mõõtmiseni jõutakse.
Ma tooksin viimasena muigamisi veel välja ühe nüansi, mis võis üleliidulises teadushierarhias Atsile abiks olla vahendite hankimisel ja koostööpartnerite otsimisel. Vaadake, Ats oli Raplast pärit, puhas maapoiss, isa nimi oli tal Jakob. Nagu Venemaal tavaks on, kutsutakse vähegi soliidsemas eas inimest ees- ja isanime järgi, seega seal oli Ats Artur Jakubovitš. Toona oli Nõukogude Liidu teaduseliidis palju juudi ja baltisaksa, näiteks akadeemikud (von) Engelhardt ja (von) Knorre, päritolu inimesi. Artur, vähemasti naljatlemisi, ütles, et tänu tema nimede kõlale võtsid õige mitmed akadeemilised suurused teda kuidagi omasemalt … Kuid pigem oli siiski tegemist tema olulise isikuomadusega – ta ei lipitsenud kunagi akadeemiliste suuruste ees. Seda tõelised teadlased ei seedigi.
1 Marshall Warren Nirenbergile (1927 –2010) omistati Nobeli auhind füsioloogia ja meditsiini valdkonnas 1968. aastal koos Har Gobind Khorana ja Robert W. Holleyga.
2 Tartu ülikooli teadlase märkmed.
3 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1974/
4 Vikipedia: Termini „ribosoom“ võttis esmakordselt kasutusele Richard B. Roberts 1958. aastal. https://et.wikipedia.org/wiki/Ribosoom
5 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/medicine/laureates/1962/
6 Lõssenkism oli Trofim Lõssenko õpetusel põhinev vaadete süsteem bioloogias. Lõssenkism pidas õigeks Charles Darwini õpetust, kuid seda vulgariseerides (nimetuse all „loov darvinism“) ja, vastandudes mendelistlikule geneetikale, pidades võimalikuks omandatud tunnuste päritavust. Lõssenkismil oli tugev riikliku ideoloogia poolt toetatud mõju Nõukogude Liidus aastail 1948–1964. https://et.wikipedia.org/wiki/L%C3%B5ssenkism
7 http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/2009/
LOE lisaks: Keemiahoone ruum nr 414
- Võrreldes paberlehega parandatud viga pildi allkirjas. Õige on „Mart Ustav ja Richard Villems Andres Metspalu lõpetamisel 1976. aastal“.
- Võrreldes paberlehega muudetud esimest viidet. Marshall Warren Nirenbergile (1927 –2010) omistati Nobeli auhind füsioloogia ja meditsiini valdkonnas.