Некто или нечто?
Шрифт:
В 1940 году ученые разглядели и сфотографировали фага. Удалось это сделать с помощью электронного микроскопа при увеличении в двадцать тысяч раз. Флаг выглядел необычно, он напоминал головастика. Спустя несколько лет после этого события, когда д’Эрель уже вернулся в освобожденный от немцев Париж, один из сотрудников института Пастера сказал старому ученому:
— Каким счастливцем вы должны были чувствовать себя в тот день, когда электронный микроскоп позволили вам заглянуть в лицо бактериофага!
— Почему? — спокойно спросил д’Эрель. — Это была только деталь, и я совсем не нуждался в ней, чтобы поверить в существование моего фага!
Собеседник
Бактериофаг стали широко употреблять для лечения разных болезней, прежде всего дизентерии. На первых порах результат был хороший. Потом… Потом наступило разочарование. Медики стали говорить, что фаг даже и дизентерию не во всех случаях излечивает, а уж о других болезнях и говорить не приходится. Появились новые лекарства, появился могучий пенициллин. И о бактериофаге стали забывать.
Что же произошло? Сначала всеобщее ликование, чудесные исцеления и вдруг — не то. Ведь фаг остался фагом, бактерия — бактерией?
В той гигантской битве, которая никогда не затихает в природе (зовется она борьбой за существование), вряд ли когда случается так, чтобы один какой-нибудь вид одержал легкую и скорую победу. Для побежденного, поверженного всегда отыщется лазейка, которую он использует, чтобы выжить. Выжив, он выйдет из передряги окрепшим, более приспособленным и передаст свои новые свойства потомству.
Вот какую картину поистине драматической схватки представил нам в своей книге крупнейший современный американский вирусолог, лауреат Нобелевской премии Уэндел Стэнли.
В лаборатории в стеклянной чашке, наполненной питательным бульоном, содержалась большая колония бактерий, выросшая из одной особи путем последовательного деления клеток. В чашку пустили фага, убивающего эту бактерию. Частицы фага устремились в атаку, и вскоре все было кончено — все бактерии растворились, исчезли. Все ли? В осветленной жидкости остались невредимыми две-три бактериальные клетки. Всего две-три из многих миллионов. Не то чтобы они притаились, спрятались. Куда тут спрячешься? По каким-то причинам фаг не смог их одолеть. Уцелевшие бактерии стали делиться, все умножаясь и умножаясь в числе. От каждой выжившей особи произошла новая большая колония. Все это «на глазах» у миллиардов фаговых частиц, которые сновали вокруг, передвигаемые непрерывно движущимися молекулами воды. Что же, народился вдруг новый вид бактерий, неуязвимых для фага? Нет, не так скоро… То были бактерии прежнего вида, но в клетке возникли какие-то передаваемые по наследству изменения— мутации, которые предохраняют вид от фага.
Вот почему фаг вначале избавлял людей от дизентерии, а потом, когда его начали применять широко, стал давать все меньший и меньший эффект. Народились, размножились целые расы фагоустойчивых микробов.
Картина схватки в чашке с бульоном рождена не воображением ученого: на электронно-микроскопическом снимке при увеличении в 30 тысяч раз видно, как фаги, имеющие форму ракеток для пинг-понга, атакуют кишечную палочку, облепив ее со всех сторон…
Да, погибла отличнейшая идея, рожденная в двадцатые — тридцатые годы нашего столетия: искоренить при помощи бактериофага все микробные болезни, донимающие род человеческий испокон веков: ну, скажем, размножить фаг, убивающий холерные бактерии, по всему свету, так, чтобы вывелись все возбудители этой страшной болезни. Как мы убедились на примере схватки в стеклянной чашечке, природа не поощряет столь решительные действия. Вероятно, фаг уничтожает какую-то часть холерных вибрионов (вспомним самоочищение вод Ганга и Темзы), но какая-то часть их выживает, продолжая род. Даже самый деятельный
Так что же, выходит, открытие д’Эреля не приносит в наши дни никакой практической пользы? Нет, почему, фаг используют в медицине и теперь, хотя и не так широко, как лет тридцать назад. Но сегодняшняя его слава в другом.
Тут начинается новая глава в истории пожирателей бактерий. Фаг, не оправдавший больших надежд как целитель, получил новую профессию: он стал в руках ученых разведчиком, ищейкой. При его помощи человек выпытывает у природы просто поразительные вещи.
В двадцатые и тридцатые годы, когда была надежда искоренить при помощи фага всех микробов, вызывающих болезни, многие сотни исследователей изучали его природу, его повадки. И этот труд не пропал даром. Интерес медиков к фагу поослаб, но зато им усердно занялись биохимики, биофизики, генетики — одним словом, вся армия ученых, посвятивших себя разгадке тайн жизни. Фаг вышел, как теперь говорят, на передний край биологической науки…
Еще в начале сороковых годов стало известно, что фаг имеет головку и отросток — некоторое подобие хвоста. Головка — она шестигранная, иногда восьмигранная — и хвост защищены чехлом; на хвосте чехол имеет вид гармошки. Хвост увенчан площадочкой, от нее отходят несколько тончайших, нежнейших нитей. Иные фаги похожи на головастиков, иные напоминают ракетку для пинг-понга, иные — гранату с рукояткой. А есть и такие, что на снимках, сделанных под электронным микроскопом, смахивают на летящую ракету. Впрочем, никто не знает, способен ли фаг не то что летать, а и вообще передвигаться без чужой помощи.
Фаги уже по одному своему виду — единственные в своем роде создания, ничего подобного наука в живой природе не наблюдала. Уж до того они странны, что кажутся занесенными из другого, не нашего, мира. Сейчас вы в этом убедитесь.
Чехол, отросток в виде хвоста, гармошка, нити… Не для украшения же все это, природа такого не знает — украшать. Что же там все-таки внутри, под чехлом? Удалось узнать и это. Головка заполнена дезоксирибонуклеиновой кислотой (ДНК), той самой, которая служит в живых организмах передатчиком наследственных свойств, то есть как бы строго следит, чтобы от микроба произошел в точности такой же микроб, от зайца в точности такой же зайчонок. Хвост и чехол фага состоят из белковых молекул.
Фагу надобно попасть внутрь бактерий — только в клетке он, как все вирусы, может размножиться. Как это ему удается? Ведь бактериальная клетка защищена двухслойной оболочкой, которую не так-то легко пробить. И вот тут оказывается, что фаг даже и не проникает в клетку! То есть проникает, но не весь…
Хвост служит фагу для атаки. Вероятно, на кончике его есть фермент, который разрыхляет, делает более проницаемой оболочку клетки в том месте, где фаг присасывается к ней своей площадочкой. Фермент, возможно, своего рода ключ, при помощи которого фаг получает доступ внутрь клетки. Как только фаг прилепился к стенке клетки, гармошка-чехол сокращается, хвост, словно шпага, пробивает оболочку бактерии, и внутрь клетки изливается, впрыскивается содержимое головки фага — нуклеиновая кислота. Всё! Белковый чехол остается снаружи, отваливается от оболочки. Не нужен больше.
Фаг на мгновение превратился в некое подобие шприца, которым делают инъекции! Так ли? А если так, то каким образом удалось это узнать? Фаг ведь невидим в обычный микроскоп, а следить за его действиями в электронный микроскоп тоже невозможно — поток электронов мгновенно все убивает. Снимки, сделанные в лучах электронного микроскопа, показывают лишь трупы фагов, застигнутых в какой-то миг их атаки.
Американские ученые Херши и Чейз воспользовались радиоактивными элементами (изотопами), которые можно обнаружить при помощи особого счетчика, улавливающего радиоактивные излучения.