Хочу все знать 1970 - Барский Юрий Петрович. Страница 42
Пожалуй, можно попытаться условно разделить весь микромир на две части: антимир болезнетворных микробов — паразитов и дружественный лагерь мирно сосуществующих с нами микробов. Мельчайшими и злейшими паразитами являются вирусы, вызывающие у человека оспу, бешенство, грипп, полиомиелит.
Но ведь есть вирусы, которые являются паразитами бактерий. Их называют бактериофагами. Как быть с ними, к какому лагерю их причислить?
Было бы крайне несправедливо отнести их целиком к антимиру паразитов: ведь для человека они безвредны, даже полезны. Приспособившиеся к паразитизму на бактериях, в том числе и на болезнетворных, они неотступно сопутствуют своим хозяевам, составляя своеобразную «пятую колонну» в стане наших врагов-паразитов, подрывая антимир изнутри.
Со дня открытия бактериофагов прошло более 50 лет. Полувековая история учения о бактериофагии достаточно драматична и поучительна.
Великие открытия нередко делаются случайно.
В 1910 году любознательный микробиолог Феликс Д'Эррель, уроженец Канады, француз, занялся изучением… поноса у саранчи, нашествие которой застало его в Мексике. Ему удалось выделить от больных насекомых возбудителя поноса — особый вид бактерий.
Рассматривая агаровые пластинки, засеянные этими бактериями, Д'Эррель обнаружил непонятные проплешины на сплошном газоне роста микробов — стерильные пятна, в пределах которых бактерии то ли не выросли, то ли растворились под влиянием чего-то или кого-то.
Почему эти пятна привлекли внимание учёного? Вероятнее всего, случайно. Он сам вспоминал позже, что явление это заинтересовало его, «хотя в сущности в нём не было ничего необыкновенного, скорее оно было настолько заурядным, что многие бактериологи и раньше наблюдали его».
Д'Эррель, работавший в то время в Пастеровском институте в Париже, взял на себя смелость выдвинуть и отстаивать свою гипотезу для объяснения непонятного явления. Он предположил, что гибель бактерий, их лизис (растворение) вызывается особым мельчайшим фильтрующимся вирусом. Чтобы доказать это, он приготовил фильтрат из бульонной культуры поражённых бактерий и смешал этот фильтрат с нормальными бактериями. Смесь была засеяна в бульон и на чашки с агаром. Картина полного лизиса бактерий под действием фильтрата, которую увидел Д'Эррель, вызвала в нём бурю восторга. «Бактерии растворились, как сахар в воде!» — взволнованно воскликнул он.
Учёный окрестил своих любимцев «бактериофагами» — пожирателями бактерий.
Д'Эррель дожил до того дня, когда электронный микроскоп дал возможность воочию увидеть бактериофагов. Когда его спросили, доволен ли он этим, он ответил: «Возможность заглянуть бактериофагу „в лицо“ добавила лишь несколько деталей к сложившемуся у меня представлению о нём. Мне не было ни малейшей необходимости видеть его, чтобы поверить в его существование».
Судьбы открытий, так же как судьбы людей, складываются по-разному.
Вначале очень немногие всерьёз приняли открытие бактериофага. Большинство микробиологов упрямо продолжали считать его плодом фантазии Д'Эрреля, лабораторным курьёзом.
Однако это ничуть не обескуражило Д'Эрреля. Он завершил и опубликовал свои исследования о природе бактериофага. В 1921 году они вышли отдельной книгой.
Не ограничившись выпуском книги, Д'Эррель, неутомимый путешественник, насаждает учение о бактериофагах в разных странах.
Интересно, что наиболее раннее признание получили бактериофаги у нас в стране. Под руководством самого Д'Эрреля, который работал в Советском Союзе с 1934 по 1936 год, а потом под руководством его учеников и последователей в Тбилиси, Киеве и Харькове возникают научно-исследовательские и производственные институты, занятые проблемой бактериофагии. Советских микробиологов заинтересовала возможность практического применения бактериофагов для борьбы с болезнетворными бактериями. Их попытались поставить на службу медицине.
В 20-е годы медицинская литература была буквально наводнена работами по фаготерапии. Но бактериофаги, исправно атаковавшие бактерии в пробирках и на чашках, часто оказывались совершенно не боеспособными в организме больного. Вирусы были очень не стойки, чувствительны к действию разных факторов внешней среды. Быстро погибали они, например, в кислой среде желудочного сока. Болезнетворные микробы, со свойственным им коварством, удивительно быстро приспосабливались к обществу своих «внутренних врагов», приобретая какую-то непонятную устойчивость к их действию.
Однако некоторые бактериофаговые препараты вышли с честью из лабораторных испытаний и шагнули в лечебную практику. Например, противохолерный бактериофаг стал надёжным оружием в борьбе с эпидемическими вспышками этой страшной болезни.
Но только начали бактериофаги входить в доверие и приобретать авторитет в медицинских кругах, как им снова не повезло.
Дело в том, что как раз в это время благодетельным ливнем хлынул на человечество поток синтезированных химиками лечебных препаратов, а чуть позже — антибиотиков.
Спасительный стрептоцид, магический пенициллин начисто затмили бактериофагов своим непререкаемым могуществом. Славные Д'Эррелевские вирусы были почти повсеместно забыты.
Фортуна вновь улыбнулась заброшенным бактериофагам через какой-нибудь десяток лет. Вспомнили о них и неблагодарные медики: их всё чаще стали подводить хвалёные антибиотики, к которым большинство болезнетворных микробов потеряло чувствительность.
Но своим вторым рождением бактериофаги обязаны, как ни странно, не врачам и даже не биологам, а физикам.
Как же фаги удостоились внимания физиков? С чего началось их триумфальное шествие в генетику, биохимию, молекулярную биологию, радиобиологию?
В 30-е годы самой «модной» наукой в Европе стала генетика. Проблемы наследственности волновали самые различные слои общества.
В те годы в Берлине формируется кружок молодых физиков-экспериментаторов, которые считали, что новая, квантовая физика должна прийти на помощь биологии, чтобы найти правильное материалистическое объяснение явлений наследственности. Бурные собрания этого кружка, на которых велись нескончаемые споры, посещал и Макс Дельбрюк, только что окончивший физический факультет Геттингенского университета.
В 1937 году произошло первое знакомство Дельбрюка с фагами в стенах Калифорнийского технологического института. С первого взгляда он понял, какими неоценимыми преимуществами обладают эти вирусы для изучения механизма биологического самовоспроизведения. Все модели, на которых до этого изучались генетические закономерности, были слишком сложными.
Дельбрюк, со свойственным ему физико-математическим мышлением, искал «единицу» наследственности, поддающуюся измерению и учёту. Он нашёл такую «единицу» в лице фага.
Ему были известны работы венгерского химика М. Шлезингера, который впервые выяснил химический состав фагов и обнаружил, что фаги удивительно напоминают хромосомы — носителей наследственной информации любых живых клеток. Они не содержат ничего «лишнего», только нуклеиновую кислоту (ДНК) и белок. Чем не единица наследственности, к тому же живая, активно самовоспроизводящаяся и «в чистом виде»!
Возможность точного количественного учёта инфекционных частиц фага, то есть частиц, способных атаковать бактерий, была показана ещё самим Д'Эррелем. Дельбрюк установил, что каждая отдельно взятая бактериальная клетка, заражённая фагом, через полчаса высвобождает несколько сотен его потомков, а сама разрушается. Тогда перед исследователями во весь рост встал основной вопрос: каким образом родительскому фагу удаётся стократно воспроизвестись внутри заражённой бактериальной клетки за какие-нибудь полчаса?