Некто или нечто?

После долгих опытов удалось все же заставить мирный фаг проявить себя. Если облучить бактерии, содержащие фаг-двойник, небольшой дозой ультрафиолетовых или рентгеновских лучей либо обработать аскорбиновой кислотой (годится и яблочная), то мирный фаг вдруг превратится в злого хищника. Он вмиг наденет свои белковые доспехи, обратясь в некое подобие головастика, заставит клетку штамповать все новых и новых своих собратьев, которые в конце концов взорвут бактерию уже известным нам способом.

Дальше происходит вот что. Вырвавшись из лопнувшей бактерии, новорожденные фаги атакуют соседние клетки. Результат атаки разный: одни клетки разрушаются потомками фага-двойника, в других частицы фага вновь становятся мирными сожителями бактерии. До поры до времени — мирными.

Фаги, как мы видим, не только разрушают бактериальную клетку. Под влиянием фага бактерия может приобрести новые свойства. Точно так же и сам фаг способен меняться. Его нетрудно вынудить приспособиться к новой для него среде.

Фагов применяли, да и сейчас применяют, для борьбы с таким тяжелым заболеванием как брюшной тиф. Микроб, вызывающий брюшняк, часто гнездится в желчном пузыре. Но желчь убивает даже фага, который выдерживает черт те что: промораживание при температуре 185 градусов Цельсия; купание в таких растворах сулемы и карболовой кислоты, которые губят любых микробов и вирусов; обработку эфиром, хлороформом, антибиотиками, сильнейшими ядами (цианид, фторид). Один ученый сохранял фаг в запаянной ампуле при комнатной температуре 12 лет. И фаг не утратил своих свойств, оказался способным поражать бактерию… Да, так вот: желчь, вопреки всему этому, убивает фага. И ученые решили приучить фага работать, то есть разрушать бактерии брюшного тифа, в желчи. Сначала фага помещали в среду, содержащую небольшую примесь желчи. Потом постепенно повышали концентрацию. Наконец добились того, что фаг стал убивать бактерии в чистой, неразбавленной желчи.

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.