В 1968 г руководством Института биологической физики АН СССР было принято решение о реконструкции части уже существующего Корпуса Источников для организации в нем лаборатории III класса для работы с радиактивными изотопами. Это была первая в Пущинском научном центре лаборатория для работы с радиоактивными веществами в открытом виде по методу меченых атомов. В лаборатории проводились работы с такими изотопами как: фосфор-32, кальций-45, натрий-22, сера-35 и др. В 1990 г Институт биологической физики АН СССР был разделен на два института — Институт биофизики клетки АН СССР и Институт общей биофизики АН СССР. А в 1991 г. Президиум Академии наук СССР постановил переименовать Институт общей биофизики АН СССР в Институт теоретической и экспериментальной биофизики АН СССР (в н.в. ИТЭБ РАН). Изотопный кабинет, как научно-вспомогательное подразделение по работе с источниками радиоактивного излучения, в 1997 г. был преобразован в лабораторию изотопных исследований ИТЭБ РАН, которую возглавил д.х.н., проф. Брусков В.И. (1997-2022). В настоящее время руководителем лаборатории является в.н.с., к.б.н. Попова Н.Р.
Работа Сектора Источников ИБФ АН СССР началась еще в 60-е годы ХХ века, когда только отстроенный Корпус Источников было завезено и установлено новое оборудование для проведения радиационных исследований в области радиобиологии, химии, физики твердого тела, медицины, сельского хозяйства, легкой и пищевой промышленности.
В настоящее время Сектор источников ионизирующих излучений относится в Центре коллективного пользования Федерального исследовательского центра «Пущинский научный центр биологических исследований Российской академии наук» на базе Корпуса источников ИБК РАН, Пущино. Работы по облучению объектов и обслуживанию оборудования проводятся в научно-техническом подразделении ИБК РАН в группе источников излучений (рук. Писаков А.В.)
Сотрудники группы изотопных исследований в журнале «Техника-Молодежи» 2.1987 г. На фото с гамма-установкой Сальникова И.В.
Вадим Иванович Брусков родился (14.06.1939-08.03.2025) в городе Калинин (Тверь). После окончания школы поступил на кафедру биофизики Физического факультета МГУ (1962). Дипломная работа касалась использования ядерного магнитного резонанса в биологических исследованиях (рук. проф. Л.А. Блюменфельд).
После окончания МГУ Вадим Иванович был распределен в нынешний Федеральный центр охраны здоровья животных (г. Покров). По возвращении (1964) поступил в аспирантуру Института кристаллографии АН СССР, после чего защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидата биологических наук и впервые в мире совместно с Н.А. Киселевым с помощью электронной микроскопии получил изображение рибосом Escherichia coli.
После приезда Брускова В.И. в г. Пущино (1967) ему была поручена большая ответственная организационную работа по созданию изотопного блока. Организационная работа занимала много времени и сил, в связи с чем отсутствовала возможность заниматься экспериментальной наукой, не было ничего, ни оборудования, ни реактивов, ни места. Именно в это время к Вадиму Ивановичу приходит мысль заняться теоретическими аспектами проблемы молекулярного узнавания. Уже через несколько лет в журнале «Биофизика» (1972) публикуется работа, посвященная межмолекулярным взаимодействиям такого основания нуклеиновых кислот, как аденозин с протеиногенными аминокислотами. Данная работа легла в основу выхода целого цикла публикаций, посвященных различным аспектам взаимодействия белков и оснований нуклеиновых кислот. Основным результатом цикла являлась идея о том, что первостепенную важность для межмолекулярных взаимодействий и узнавания имеет изменение энергии водородных связей в зависимости от диэлектрического окружения. На базе нее Брусков В.И. публикует теоретическое обоснование высокой точности процессов репликации и транскрипции, объясняет процессы образования мутаций при присутствии в ДНК алкилированных оснований.
В это же время в Японии Kasai и соавт. открывают такое мажорное мутагенное окислительной повреждение ДНК, как 8-оксогуанин. Роль данного окислительное повреждения в клетках начинает интенсивно исследоваться, в том числе Вадим Иванович выдвигает гипотезу о возможности существования 8-оксогуанина в цис- и транс- конформациях, теперь именно с этим связываются его мутагенные свойства. Позднее становится ясно, что данное повреждение является оптимальным частным случаем для проверки разработанной теории межмолекулярного взаимодействиям и узнавания, в связи с чем начинается экспериментальная работа по изучению биологической роли 8-оксогуанина. Данная работа легла в основу докторской диссертации Брускова В.И. на соискание ученой степени доктора химических наук на тему «Модельные системы белково-нуклеинового узнавания» (1990).
Позднее основным направлением исследований в лаборатории было изучение механизмов образования активных форм кислорода, белков в растворах при воздействии ионизирующей радиации, видимого света, включая лазерные излучения и теплового электромагнитного воздействия, а также поиск способов элиминации таких образований с помощью новых антиоксидантов и радиопротекторов (радмомитигаторов). Так впервые было установлено новое фундаментальное свойство белков — образование долгоживущих активных форм белков (ДАФБ) при воздействии ионизирующей радиации, видимого света, включая лазерные излучения и теплового электромагнитного воздействия. ДАФБ индуцируют повреждения ДНК in vitro c образованием в ней 8-оксогуанина — ключевого биомаркера окислительных повреждений. Установлен механизм этого процесса, происходящий путем длительной генерации ими активных форм кислорода, которые вызывают продление окислительного стресса in vivo и окислительные повреждения ДНК и белков в организме мышей. Причем этот процесс осуществляется преимущественно с белками присутствующими в организме наибольших количествах альбуминах, глобулинах и коллагенах. В результате эти белки защищают другие функционально значимые белковые структуры и приводят к терапевтической (лечебной) защите организма от пагубных воздействий окислительного стресса обусловленного ионизирующей радиацией. Установлена одна из причин продления окислительного стресса после воздействия рентгеновского облучения. Она обусловлена тем, что долгоживущие радикалы белков вызывают длительную генерацию АФК. Обнаружено новое явление – длительные автоколебания люминесценции воды, запускаемые под влиянием кратковременного воздействия низко интенсивных лазерных излучений — инфракрасного при 1264 нм и видимого излучения гелий-неонового лазера при 633 нм. Этот процесс происходит после длительного лаг-периода и сопровождается свечением в сине-зеленой области спектра. Данные свидетельствуют о запуске автоколебаний люминесценции в воде фотогенерируемым синглетным кислородом и тесной связи этого процесса с образованием пероксида водорода. В лаборатории была показана возможность существенной нейтрализации повреждающего воздействия этого и других типов активных форм и уменьшение различных радиационных повреждений в организме животных после воздействия ионизирующего облучения с помощью ряда природных биоантиоксидантов и некоторых лекарственных препаратов, широко используемых в медицинской практике для лечения ряда распространенных заболеваний человека.
Так за время работы лаборатории были защищены 12 дипломных работ, 4 магистерских диссертаций (Масалимов Ж.К. 1998, Богатова В.С. 2001, Гармаш С.А. 2009, Карманова Е.Е. 2018), 10 кандидатских диссертаций (Усачева А.М. 1998; Масалимов Ж.К. 2003; Черников А.В. 2003; Смирнова В.С. 2005; Гудков С.В. 2006; Штаркман И.Н. 2008; Асадуллина Н.Р. (Попова Н.Р.) 2012; Карп О.Э. 2012; Гармаш С.А. 2013; Иванов В.Е. 2021), 1 докторская диссертация (Гудков С.В. 2012).
Относительно новое направление исследований в лаборатории связанно с изучением различных биологически активных наноматериалов для целей радиационной биомедицины. Кроме того, еще одним направлением исследований в лаборатории является изучение влияния ионизирующего излучения разных видов на развитие когнитивных дисфункций и путей модификации таких нарушений.
Руководителем лаборатории с 2021 является ведущий научный сотрудник, Попова (Асадуллина) Н.Р. Нелли Рустамовна с 2008 г работает в ИТЭБ РАН. Защитила кандидатскую диссертацию на по специальности 03.01.01 — Радиобиология при МГУ имени М.В. Ломоносова в 2012 г. Является преподавателем дисциплины (профиля «Биофизика») в магистратуре ПущГЕНИ и аспирантуре ИТЭБ РАН. Является научным руководителем 2 очных аспирантов ИТЭБ РАН, магистранта и 4-х бакалавров. Автор более 60 научных статей. Автор 4-х патентов РФ. В период с 2012 года являлась руководителем 4 грантов РФФИ, 1 гранта Фонда содействия инновациям (2012), 1 программы Фонда содействия инновациям (2019), Стипендий Президента РФ (2016) и гранта Президента РФ (2019). В настоящее время является руководителем междисциплинарного гранта РНФ (2022 г). Победитель и грантополучатель ряда международных программ на научные стажировки. Руководитель ГЗ от ИТЭБ РАН в рамках коллаборации ARIADNA на ускорителе NICA (ОИЯИ, Дубна). Член Совета молодых ученых и специалистов ИТЭБ РАН. Имеет разрешение Федеральной службы по экологическому, технологического и атомному надзору №Р-ЦО-04-501-13232 от 30.08.2023 на право ведения работ в области использования атомной энергии при выполнении обязанностей по должности заведующей лабораторией с правом замещения должности заместителя директора ИТЭБ РАН.