Некто или нечто?

Ивин Михаил Ефимович

Большинство биологов считают фагов вирусами. Некоторые ученые настаивают на том, что фаги — особые создания, что у них больше общего с клеткой, чем у обычных вирусов. Как бы там ни было, фаг озадачивает исследователя куда чаще, чем любой другой представитель ультрамикромира.

Ультрафиолетовые лучи смертоносны для всех бактерий и для всех вирусов. Убивают эти лучи и фагов. Но что такое фаг мертвый и что такое фаг живой? Это мы сейчас увидим.

Еще в сороковые годы проделан был такой опыт. В питательную среду, где размножились бактерии, внесли фагов, убивающих эти бактерии. Причем фаги были предварительно сами убиты ультрафиолетовыми лучами. Через некоторое время ученые, ставившие опыт,

увидели в электронный микроскоп картину, которая их потрясла: трупы фагов шли в атаку на бактерию, прилепляясь к ее оболочке так же, как живые. Стали следить за этим явлением в обычный микроскоп. В него фагов не увидишь, зато хорошо можно проследить поведение живых бактерий, не убитых пучком электронных лучей. Оказалось, что клетки, пораженные мертвыми фагами, вскоре прекращали движение, не делились и погибали. Но они оставались целостными, не лопались, не растворялись, как это бывает при нападении живого фага.

Труп фага, проникнув в клетку (да труп ли он?), дает команду прекратить синтез нуклеиновых кислот, приостановить рост и деление бактерий! «Для чего мертвому нужно живое?» — воскликнул недавно один ученый, пораженный столь необычайным явлением. На этот вопрос наука ответа не имеет. Между тем наблюдения такого рода продолжают накапливаться. Оказалось, что убитых фагов можно и вообще оживить: для этого достаточно выставить мертвых фагов, прилепившихся к бактерии, на дневной свет. Возможно, гибель фагов заключается в том, что ультрафиолетовые лучи лишают их какой-то одной аминокислоты из тех двадцати, что входят в состав белка? А дневной свет возвращает им эту аминокислоту, позволяя позаимствовать ее у бактерий? Возможно, дневной свет восстанавливает повреждения, причиненные фагу ультрафиолетовыми лучами? Это все тоже предстоит еще разузнать.

И еще. Если в бактерию проник один мертвый фаг, то он и ведет себя как труп, то есть убивает клетку, не разрывая ее, не размножаясь сам. Если в бактерию попали несколько фаговых трупов, то они вдруг начинают вести себя как живые, то есть размножаются, взрывают клетку и выходят из нее для новых атак. Предположим, у мертвых фагов могут быть поражены разные участки нити ДНК, нити жизни; в теле бактерии сохранившиеся части двух нитей соединяются, образуя одну целостную, живую нить.

Живые ли это создания, фаги, и вообще все вирусы, если с ними происходят такие штуки? Как и три четверти века назад, когда после открытия Ивановским вируса возник спор на эту тему, согласие между учеными не достигнуто.

Когда знакомишься с новейшими открытиями, касающимися вируса, то не все можешь сразу осмыслить и привести в соответствие с обычной житейской логикой. Это не должно нас смущать. Привычные методы мышления нередко приходится отбрасывать, когда сталкиваешься с новыми явлениями или идеями. Конечно, всего проще было бы выждать, пока наука о вирусах не устоится, пока не будут устранены главные сомнения, а потом уже рассказывать о достигнутом. Но куда более заманчиво вторгнуться в мир загадок, где все ново, спорно, неожиданно.

?? ?? ??

?? ?? ??

Глава тринадцатая

Фаги на службе

?? ?? ??

В середине нашего столетия наука обзавелась тайным агентом. Он ловок, услужлив и проникает в такие места, куда никто иной попасть не может. При его помощи генетики, биохимики, микробиологи, врачи добывают у живой природы сведения, которые ей удавалось столетиями скрывать от самых настырных, самых умелых исследователей.

Этим агентом стал вирус.

Советский биолог Николай Лучник издал недавно интересную книгу о законах наследственности. Лучник объясняет, между прочим, почему наука с такой охотой использует ныне шпионские способности

вируса: «То, что на бактериофагах можно изучить за один рабочий день, в опытах на слонах потребовало бы несколько веков».

И действительно.

Ничто живое на нашей планете не может размножаться с такой поистине сказочной быстротой, как вирус. Слониха приносит детеныша раз в четыре года. А если вести опыты, скажем, на коровах, то потомство надо ждать девять месяцев. Но это уже, разумеется, крайность — слониха, коровы. Генетики, изучающие законы наследственности (наследственность — способность живых существ передавать свои качества, свойства потомству), нашли живую модель, которая больше подходит для опытов и наблюдений. Это плодовая мушка дрозофила. В двадцатые — тридцатые годы нашего столетия только ею и пользовались во всех генетических лабораториях мира. Дрозофила мала, всего миллиметра три в длину, в баночку можно поместить большую стаю мушек. И, главное, размножается быстро: каждые десять — двенадцать дней новое потомство.

Еще выгоднее — микробы. Кишечная палочка, например, делится каждые 25 минут. Значит, если вы обработали колонию кишечной палочки каким-нибудь химическим веществом, нарушающим работу внутриклеточного наследственного аппарата, либо облучили рентгеном, то меньше чем через полчаса можете в микроскоп увидеть первые плоды своей работы.

Но что бактерия? Фаг за полдня способен дать миллиарды потомков!

Опыты с вирусами позволили ученым сделать ряд удивительных наблюдений. Накопились факты, приведшие в конце концов к одному из крупнейших открытий нашего века.

В предыдущей главе рассказывалось об опытах Херши и Чейза. Они доказали, что фаг, проникая в бактериальную клетку, предварительно раздевается донага, оставляя снаружи белковый чехол, подобно пловцу, скидывающему платье, перед тем как нырнуть в воду. Внутрь клетки через оболочку впрыскивается только лишь нуклеиновая кислота, составляющая сердцевину вируса, его начинку. Херши и Чейз, завершив в 1952 году эти опыты, сделали, в сущности, два открытия. Первое касалось повадок самого фага. Второе открытие имеет более широкое, общебиологическое значение. Речь идет о роли нуклеиновых кислот в живой природе.

Ни один организм на земле, будь то животное, птица, рыба, растение, насекомое, бактерия, немыслим без нуклеиновой кислоты, как немыслим и без белков. Вирус не составляет исключения — он построен из белков и нуклеиновой кислоты. Которое-то из этих двух веществ должно направлять, регулировать, согласовывать все сложнейшие химические реакции, происходящие в живой клетке. Которое же? Прежде думали, что молекула белка самая сложная из всех известных молекул. Потом многие ученые начали склоняться к мысли, что роль управителя играют нуклеиновые кислоты. И это предположение стало подкрепляться опытами, да такими поразительными, что «бактериологические фокусы», которым в свое время научилась в Париже нью-йоркская мисс Хэрд, теперь выглядели простенькой забавой.

В 1955 году американский биохимик Френкель-Конрат ухитрился разъять на части дедушку всех вирусов — открытый Ивановским возбудитель табачной мозаики. При помощи химических веществ вирусные частицы разделили на белок и нуклеиновую кислоту. Сделано это было так чисто и аккуратно, что обе составные части ВТМ сохранили свои свойства. Затем произошло нечто еще более удивительное: Френкель-Конрат вновь собрал, смонтировал разъятый на части вирус.

Когда смесь, содержавшую воскресшие таким манером вирусы, нанесли на листья табака, то растение заболело мозаикой.