Здоровье, 1962 № 05 (89) - [11]
На основе тщательного изучения природы вирусов, у которых нуклеиновые кислоты составляют основу их структуры, будут разработаны эффективные методы лечения и профилактики вирусных инфекций. Решение проблемы нуклеиновых кислот обязательно скажется и на разработке методов борьбы с лучевым поражением. В самое последнее время проведены эксперименты, результаты которых позволяют надеяться, что если ученые до конца раскроют тайны нуклеиновых кислот, то они смогут управлять наследственностью и изменчивостью живых организмов, в первую очередь микроорганизмов — бактерий, вирусов и т. д. А это путь к созданию более эффективных лекарственных средств, усилению уже существующих, например антибиотиков, к разработке новых мёр предупреждения инфекционных заболеваний.
В ЛАБОРАТОРИИ ГЕНЕТИКИ
Вскоре после открытия лечебных свойств бактериофага (сокращенное название — фаг) ученые пришли к выводу, что фаг не оправдал возложенных на него надежд. Однако в последние годы наука вновь обратилась к изучению фага. И сегодня ученые утверждают, что его противомикробные возможности в свое время не были раскрыты полностью.
В Институте эпидемиологии и микробиологии имени Н. Ф. Гамалеи, в отделе общей медицинской микробиологии недавно создана лаборатория генетики микроорганизмов и бактериофага. Над чем же работают ее сотрудники?
У бактерий — врагов здоровья человека — есть свои враги — бактериофаги — бактериальные вирусы. Бактериофаг содержит нуклеиновую кислоту — и белки, в частности ферменты, растворяющие стенки бактерий. Нуклеиновая кислота «отвечает» за размножение и сохранение наследственных свойств фага.
Но прежде чем бактериальная клетка будет уничтожена, нуклеиновая кислота фага должна проникнуть в нее. Ферменты (ученые условно называют их лизинами) и есть те «саперы», которые «прогрызают» отверстие в бактериальной оболочке. Как только нуклеиновые кислоты проникают в бактериальную клетку, она обречена на гибель.
Исследования, проведенные в лаборатории, руководимой профессорами В. Д. Тимаковым и Д. М. Гольдфарбом, показали также, что ферменты фага могут сами растворять бактериальные клетки. Более того, действие ферментов оказалось в несколько раз эффективнее противомикробного действия целого, неразрушенного бактериофага.
Это было доказано в таких опытах. Фаг разрушали — вначале его замораживали при низких температурах, затем после дополнительной обработки центрифугировали; в результате в растворе оставались лишь лизины. Концентрированные растворы (их получали из 10 триллионов частиц фага в одном кубическом миллилитре) испытывались в опытах с бактериями.
В одних сосудах бактерии смешивались с неразрушенным фагом, в других — с раствором лизина. Через час на специальном приборе измеряли количество оставшихся жизнеспособных бактерий. В сосудах с лизином их было в несколько раз меньше, чем в сосудах с целым, неразрушенным фагом.
Каково значение этих опытов для практической медицины? Исчерпывающе ответить на этот вопрос сегодня еще трудно. Но есть основание полагать, что, добавляя лизины к лекарственным препаратам, удастся усилить их действие. Есть и более заманчивая перспектива. Бактериофаг всегда специфичен, то есть он всегда действует только на «свои» бактерии: брюшнотифозный фаг на бактерии брюшного тифа, дизентерийный — на бактерии дизентерии и так далее. Если же удастся получить универсальный лизин. — а эта проблема и стоит сейчас в центре внимания ученых, — то задача борьбы с кишечными инфекциями будет в значительной степени решена.
Но ученые стараются реабилитировать фаг не только ради его лечебных возможностей. Фаг — идеальная модель для изучения взаимодействия двух систем — клетки и вируса. И что, пожалуй, самое главное: исследуя фаг, можно проникнуть в секреты наследственности и изменчивости микроорганизмов, а от них перекинуть мост и к организмам более сложным. Это одна из интереснейших и многообещающих задач современной биологии, над которой работают ученые всего мира. Многое в этом направлении сделано и в лаборатории генетики микроорганизмов и бактериофага.
Точно установлено, что процесс наследственности и изменчивости живых организмов связан с существованием в клетках так называемой дезоксирибонуклеиновой кислоты — ДНК. Сотрудники лаборатории это теоретическое положение изучают на фаге.
…Фаг снова разорвали на части. Только на сей раз ученые, разрушая белки, сохраняли ДНК, которую затем вводили в тело бактерий. Через определенное время внутри бактериальной клетки образовывался тот же самый вид фага, из которого была выделена ДНК.
Другими опытами эта роль ДНК в передаче наследственных признаков была доказана и для бактерий. А коль скоро наследственность, то есть, в данном случае, воссоздание одного и того же вида бактерий, зависит от ДНК этих бактерий, то нельзя ли, спросили ученые, изменив каким-либо способом структуру ДНК, получить новые ценные свойства бактерий?
Сотрудникам лаборатории удалось нарушить нормальное течение синтеза ДНК, заменить одно из азотистых оснований почти аналогичным, но все же иным химическим соединением, так называемым 5-бромурацилом. В результате вновь полученные бактерии, сохраняя внешнее сходство с материнскими клетками, приобрели новые наследственные свойства. Опыт производился с паратифозными бактериями. Они оказались более чувствительными, то есть менее стойкими к действию радиоактивного облучения, и устойчивыми к стрептомицину, а также стали менее вирулентными. Чтобы вызвать заболевание у животного новыми паратифозными бактериями, ему надо было ввести их в гораздо большем количестве, чем бактерий обычных, на которые не действовали 5-бромурацилом.
