Лабораторные опыты четко показывали, что вирус, завладевший клеткой, «не впускает» в нее другого. Как? Может, здесь происходит борьба вирусов и тот, кто первым попал в клетку, имеет более выгодную позицию? Ведь побеждает всегда он.
Вопрос совсем запутался, когда американские исследователи установили, что даже убитые вирусы успешно сопротивляются «сосуществованию» и мешают проникновению в клетку вирусов других рас. Значит, никакой вражды между вирусами нет. Они не борются друг с другом. От вторжения новых «жильцов» обороняется сама клетка. Но как?
Разгадка была найдена в 1957 году в лаборатории лондонского исследователя Алека Айзекса. Вначале родилась рабочая идея. Ученый рассуждал так: «Если клетка, уже зараженная одним вирусом, не допускает вторжения другого, то должен же быть какой-то материальный субстрат, вещество, при помощи которого клетка обороняется. Другого-то объяснения явлению интерференции вирусов нет. А раз так, то вся задача сводится к тому, чтобы это вещество найти и выделить».
Вместе со своим сотрудником Линдеманом Айзекс приступил к опытам. На культуру клеток воздействовал вирусом гриппа, предварительно убитым, или, как говорят вирусологи, инактивированным, высокой температурой.
И вот эта среда, в которой существовали клетки, через несколько часов после начала опыта вдруг стала губительно действовать на испытуемые вирусы. В ней имелось что-то такое, что не позволяло новым вирусам проникать в ранее зараженные клетки. Это «нечто» и было выделено в чистом виде. Айзекс и Линдеман дали ему звучное название «интерферон».
Интерферон сразу же заинтересовал вирусологов, и его дальнейшее изучение пошло довольно быстро.
Прежде всего было установлено, что вещество это белковой природы. Возникает оно в результате взаимодействия вируса с клеткой и, попав в клетку, лишает возможности развиваться любому другому вирусу.
Заметьте, любому!
Вскоре выяснились и другие удивительные свойства интерферона. Хотя это по своей природе белок, его тем не менее можно безбоязненно вводить в животные организмы. Он не вызывает при этом отрицательной реакции, как всегда случается при попадании чужеродного белка. И еще одно: интерферон, образуемый клетками обезьяны, оказывается активным при испытании на клетках человека. Вирус, которым пытались заразить обработанные интерфероном ткани человека, не размножался и погибал. В общем все свойства интерферона говорили, что со временем он может стать прекрасным лечебным препаратом против вирусных инфекций.
Впрочем, более правильным будет сказать, что именно изучение интерферона в качестве возможного лекарственного препарата и привело к выяснению всех его перечисленных свойств.
У нас в стране сразу же после открытия Айзекса интерфероном заинтересовалась член-корреспондент Академии медицинских наук СССР Зинаида Виссарионовна Ермольева.
С группой сотрудников — Фурер, Болезиной и Фадеевой — профессор Ермольева отработала методику получения интерферона, выяснила его антивирусную активность и другие свойства. А когда исследователи получили 18 экспериментальных серий интерферона, наступил момент испытания его целебных свойств на лабораторных животных.
Прежде всего необходимо было выяснить степень токсичности самого лекарства. Вспомните, как часто случалось, что химические препараты или антибиотики, уничтожая возбудителей болезни, оказывались также ядовитыми и для самого организма.
История эта повторялась и при попытках воздействовать химическими препаратами на вирусы. В пробирке вирусы погибали, но вместе с тем препараты убивали и клетку.
А как поведет себя в организме интерферон?
Но на этот раз опасения были напрасны: интерферон оказался абсолютно нетоксичным и не причинил организму никакого вреда. Теперь встал вопрос о его ценности как лечебного препарата.
Грипп для мышей — смертельное заболевание, животные гибнут от жесточайшего воспаления легких. Но стоило мыши ввести в нос или в лапку интерферон, как заболевания гриппом не возникало. После длительной проверки на животных решено было испытать интерферон на людях.
Тридцать четыре человека, больных тяжелой формой токсического гриппа, подверглись в клинике вирусных инфекций Института имени Дмитрия Иосифовича Ивановского лечению интерфероном, и в ряде случаев целебное действие препарата не вызвало сомнения.
В год, когда проводилась первая клиническая проверка интерферона, гриппозных больных было мало, и поэтому препарат удалось испытать лишь на малом количестве людей: больше не нашлось. А чтобы препарат считался безусловно прошедшим клиническую проверку, он должен излечить или предупредить заболевание по меньшей мере у нескольких сотен человек. Изучение целебного действия интерферона продолжается.
Клинические испытания нового препарата проводились и в Англии. Здесь изучалось, способен ли интерферон противостоять вирусу оспы. 38 добровольцам был впрыснут интерферон, и на следующий день в этот же участок кожи ввели ослабленный вирус оспы. Как и следовало ожидать, интерферон подавил вирус оспы, и у испытуемых не наблюдалось даже местной реакции на введение вируса.
Итак, «магическая пуля» против вирусных инфекций в принципе найдена. То, что мы здесь рассказали, только начало. Сейчас к изучению профилактического и клинического действия интерферона, выяснению механизма его влияния на вирусы привлечено внимание ученых многих стран. И хотя основное — интерферон действует на проникший внутрь клетки вирус губительно, не позволяя ему размножаться, — установлено, многие моменты этого сложного, проходящего на молекулярном уровне процесса взаимодействия в треугольнике «клетка — вирус — интерферон» еще предстоит познать. Но время это не за горами.
Залог тому — успехи вирусологии последних лет. Они столь огромны, что переросли уже рамки науки о вирусах и повлекли за собой решение самых кардинальных биологических проблем. И связано это прежде всего с выяснением строения и биологической роли нуклеиновых кислот.
ДНК
Если посмотреть высказывания крупнейших современные ученых о перспективах развития мировой науки, то большинство из них сводится к одному: после революции, происшедшей в физических науках в результате создания теории относительности, квантовой механики и расщепления атомного ядра, предстоит не менее грандиозная революция в биологии, именно в науке о наследственности — генетике.
По-видимому, тенденция развития естествознания действительно такова. Мало того, революция эта уже началась, и как лозунг совершившегося переворота на ее знамени написано: ДНК.
ДНК — всего три буквы — телеграфно краткое обозначение одного из химических веществ. Но сколько надежд ученых самых разных специальностей сейчас связано с этим веществом! И не только ученых. Сложившись в лучах последних достижений физики, химии, биологии и математики, эти три буквы так ярко засверкали на небосклоне науки, что сразу стали известны и неспециалистам. Ведь где бы ни упоминались эти три буквы, с ними были связаны ответы на извечные, волнующие всех вопросы. Вопросы, которые задает себе человечество уже несколько тысячелетий, а наука только сейчас начинает находить на них ответы.
Действительно, почему организмы, ежесекундно обновляясь в ходе обмена веществ, остаются самими собой? Почему, наконец, при всем огромном многообразии живых форм в природе мы наблюдаем их постоянство? Каждый вид животных характеризуется множеством определенных признаков, и они передаются из поколения в поколение. Почему? Почему дети, как правило, похожи на своих родителей? Как происходит передача наследственных признаков и свойств? Какие удивительные вещества и «механизмы» обеспечивают точность процесса наследования?
За всеми этими вопросами стоят три буквы — ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота), вещество, изучение строения и роли которого привело науку к раскрытию одной из самых сокровенных тайн живой природы — наследственности.
О том, как это произошло, каков в представлении современной науки «механизм» наследственной передачи признаков и свойств, об огромном вкладе микробов, вирусов и бактериофагов в решение этой проблемы и пойдет дальше речь. Но сначала оставим на время мир ультрамалых существ и коротко познакомимся с некоторыми фактами из генетики (науки о наследственности) и цитологии (науки о строении клетки).
Единица жизни
Говорят, что мысль о существовании закона всемирного тяготения пришла Ньютону в голову, когда он увидел падающее яблоко. В физике наступила новая эра, а Ньютоново яблоко вошло в историю как пример мелочи, могущей натолкнуть ученого на великое открытие. Чаще же этот случай рассматривается просто как исторический анекдот.
