Некто или нечто? - Михаил Ефимович Ивин Страница 38

Мы расстались с нашим фагом в тот момент, когда он, впрыснув внутрь клетки свою ДНК, в сущности распался, разделился надвое. Нас интересует сейчас не пустышка, оставшаяся снаружи, а та часть, которая попала в клетку, ибо она несет все задатки фага, его особенности — всю наследственную информацию. Обычно одного микроба атакуют десятки фагов и все впрыскивают в него свою ДНК. Но для той драмы, которая потом разыгрывается внутри клетки, достаточно и одного фага, одной лишь порции ДНК, имеющей вид крохотной тонюсенькой нити.

Попав в клетку, фаговая ДНК становится там полновластной хозяйкой. Под ее давлением весь сложнейший биохимический аппарат клетки перестраивается, переналаживается. Отныне он служит одной лишь цели — размножению фага. Клетка перестает делиться, она больше не производит нужные ей ферменты и нуклеиновые кислоты. Ее плоть служит материалом для сборки фаговых частиц. Нить фаговой ДНК делится, расщепляется надвое, каждая из двух новых нитей — вновь надвое…

Каждая новая нить тут же одевается белковым чехлом, приобретая такой же вид, какой имел изначальный фаг, прилепившийся к оболочке бактерии и впрыснувший в нее свою ДНК. И вот уже внутри клетки выстроились около трехсот готовеньких, одетых фагов. Один биолог назвал их «пышками». Бактерия увеличивается в размерах, набухает и лопается. «Пышки», вырвавшись на свободу, устремляются в атаку на другие бактерии.

Поистине фантастическая картина! И вся эта драма — от инъекции фаговой ДНК до гибели клетки — разыгрывалась всего лишь 30 минут.

Каким же образом крошечная нить фаговой ДНК, попав внутрь клетки, оказывается сильнее сложнейшего, отлично налаженного наследственного аппарата клетки? Какие силы вынуждают бактерию работать по указке вторгшегося паразита?

Известный советский биолог В. Л. Рыжков сравнивает фаг с кукушкой, откладывающей свое яйцо в чужое гнездо. Кукушонок вначале мало отличается от собственных детей птицы, насиживавшей вместе со своими и чужое яйцо, и мать кормит его наравне с другими птицами. Но кукушонок растет быстрее остальных и вскоре вытесняет своих приемных братьев и сестер из гнезда. А приемная мать всецело предается заботам о пришельце. Неужто и фаг «обманывает» бактерию, подобно кукушке, надувающей простодушную птаху? В. Л. Рыжков оговаривается: ученый прибегает обычно к метафоре тогда, когда не хватает знания; так и здесь — лишь длинная цепь исследований позволит заменить метафору фактами.

Все ли вирусы проникают в клетку таким же способом, как фаг? Все ли ведут себя внутри клетки, подобно фагу? Предполагают, что некоторые вирусы, не имеющие приспособлений для впрыскивания своей нуклеиновой кислоты, проникают внутрь клетки «обманным» путем, как бы прикидываясь молекулой того или иного вещества, потребного клетке. Оболочка клетки, образуя нечто вроде нароста, сама постепенно засасывает вирус в свое нутро, а там уж он начинает разрушительную работу. Но не все вирусы разрушают клетку. Например, вирус такой болезни как свинка, размножившись в клетке, просачивается из нее через оболочку. Некоторые формы злокачественных опухолей (рака) вызываются также вирусами. Но в этом случае вирус не разрушает клетки, а, наоборот, побуждает их к безудержному, ненормальному росту. Общим для всех вирусов является то, что они могут размножаться только внутри клетки и только лишь захватив и приспособив для своих нужд чужой наследственный аппарат, чужую плоть.

Относительно фага наука за несколько десятилетий выяснила много всяких удивительных вещей. Например, доказано, что фаги имеют двойников. Впрочем, тут фаг — не исключение: двойники обнаружены у многих заразных микробов, например у возбудителей язвы, сапа, дифтерии. У двойника лишь одно отличие от истинного виновника болезни — он не приносит никакого вреда живым организмам, он мирный. Во всем остальном он абсолютно подобен своему грозному, воинственному собрату. Бактериологи пока еще не дознались, каково происхождение двойников и какова их роль в природе.

В мире бактерий обнаружить двойника не так уж трудно — он виден в микроскоп. Не сложно доказать, что он не настоящий — стоит размножить его на бульоне и привить подопытному кролику или крысе: не заболело животное — значит возбудитель «подложный».

Куда канительнее выявлять двойника-фага. Он прячется внутри бактерии, ничем и никак не обнаруживая себя. Его не сфотографируешь даже под электронным микроскопом, так как он живет в бактериальной клетке раздетым — без хвоста и без головки — в форме одной лишь ниточки ДНК, впрыснутой через оболочку мирным фагом. В таком раздетом виде фаг неотличим от молекул ДНК, входящих в состав протоплазмы бактериальной клетки. Бактерия, зараженная мирным, скрытым фагом (в науке он именуется умеренным), нормально развивается, делится, но неизменно из поколения в поколение передает потомству раздетого фага. Двойник-фаг оказывает даже услуги приютившей его бактерии: если на нее нападет активный фаг, то он не сможет внутри нее размножаться. Двойник придает каким-то образом бактерии устойчивость против фага-паразита.

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.