Дмитрий Складнев - Что может биотехнология?
Ему ответил М. Мезельсон, декан факультета биохимии Гарвардского университета, который в свое время первым экспериментально подтвердил одно из главных положений модели Уотсона и Крика — то, что ДНК двухцепочечна. В отличие от Уолда, Мезельсон всю свою сознательную научную жизнь занимался именно ДНК, поэтому для него эти рекомбинации, плазмиды, гены и полимеразы были хлебом насущным. Мезельсон заявил, что жизненно важное направление научных исследований, сулящее человечеству большие выгоды и избавление от многих бед, находится под угрозой срыва из-за преувеличенной боязни довольно слабо разбирающихся в этом людей.
В конечном итоге против этих страхов выступил и Дж. Уотсон, который заявил, что «слухи о преждевременной смерти и были несколько преувеличены», поэтому стоит оправиться от необоснованных опасений и продолжать спокойно работать. К тому же, как показала жизнь, остановить развитие науки действительно не дано никому. Пока Ш. Берг в Станфорде судил да рядил как быть, в другой лаборатории этого университета С. Коэн и его сотрудница А. Чанг осуществили-таки «конструирование в пробирке биологически функциональных молекул ДНК, которые комбинировали генетическую информацию из двух разных источников», как было потом сказано в американском журнале «Раковые исследования», и которые сейчас без подобного «комбинирования» и представить себе невозможно.
Они с помощью рестриктазы «разрезали» две плазмиды кишечной палочки, после чего внесли в нее гены от неродственного микроорганизма стафилококка, вызывающего нагноение, и. головастика африканской шпорцевой лягушки «ксенопус»! Примерно то же самое сделали Г. Бойер и Р. Хеллинг из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Еще через три года Г. Вармус и М. Бишоп из Массачусетсского технологического института сумели «разрезать» геном вируса саркомы Рауса и выделить второй раковый ген СРК (затем последовала очередь ракового, или онкогена, из клеток карциномы человека). Онкология окончательно встала на молекулярные рельсы.
В 1973 г. советский исследователь А. Д. Альтщтейн высказал идею о том, что онкогены имеют. клеточное происхождение, а вирусы только переносят их из клетки в клетку. Исследования, проведенные с ДНК, прекрасно подтвердили справедливость этой гипотезы. Оказалось, что в наших клетках имеются особые гены, которые кодируют необходимые для нормальной жизнедеятельности клетки белки. Но в случае мутации эти гены переходят в онкогенное состояние, в результате чего синтезируемые по их «командам» белки начинают трансформировать клетки, становящиеся злокачественными. Так в отдельных случаях возникает рак.
В других случаях это может происходить по-иному. Забегая вперед, скажем, что в 1985 г. с помощью новейших методов биотехнологии были открыты так называемые гены-протекторы, которые защищают наши клетки от действия онкогенов. Сегодня один из таких генов уже выделен, идет интенсивная работа по расшифровке кодируемого им белка и выяснению его функции. При утере гена протектора клетка и весь организм остаются незащищенными от действия онкогенов и раковых белков. Возникает опухоль.
Выделение генов и создание способов их введения в клетки открыло перед биологами путь к началу современной биотехнологии, то есть технологии прямого манипулирования генами и их белковыми продуктами в промышленном масштабе. Благо, что промышленность, производящая биотехнологический продукт уже работала. Что же это за промышленность, которая была создана загодя?
«Для разгрома фашизма и освобождения Франции он сделал больше целых дивизий»
Так писали в сентябре 1945-го парижские газеты по случаю приезда во французскую столицу Александра Флеминга, приветствуя его горячее многих боевых генералов. Один из английских высокопоставленных военных прямо заявил: «Пенициллин спас жизнь 95 процентов всех раненых, считавшихся еще несколько лет назад безнадежными». Сам же Флеминг, выступая во Французской академии с речью, отметил, что у него были многочисленные предшественники.
Да, это действительно так. Само название антибиотиков — а пенициллин был первым в этой серии чудодейственных лекарств — происходит от термина «антибиозиз», который в 1889 г. предложил французский врач П. Вниллемэн для обозначения взаимного подавления организмов. В 1877 г. Л. Пастер писал о подавлении некоторыми грибками роста столбнячной бациллы. За четыре года до Вниллемэна В. Бабес говорил о том, что микроорганизмы могут выделять особые вещества, которые подавляют другие.
В 1896. г. из грибков был выделен первый антибиотик, который его первооткрыватель Б. Гозио назвал «микофеноловая» кислота («микос» по-гречески — гриб, фенол — это карболка, известное дезинфицирующее вещество, тем самым показывающее химическую природу выделенного антибиотика). В том же году никому неизвестный студент Лионской военно-медицинской академии Э. Дюшен описал в своей дипломной работе «жизненную конкуренцию» микроорганизмов и плесеней. Особенно зеленых, хорошо знакомых французам по их великолепным сырам рокфор и камамбер. Читатель уже наверное догадался, что речь идет о грибке «пенициллюм».
Дюшен в работе над своим дипломом пошел дальше всех. После серии опытов он решился ввести небольшое количество бульона, на котором рос великолепный изумрудный «пенициллюм», морским свинкам, зараженным брюшным тифом. Результат был поразительным: свинки остались живы и были здоровыми. Идея, как всегда витала в воздухе. В 1913 г. К. Алсберг выделил пенициллиновую кислоту! Врачи пытались до первой мировой войны лечить больных смесью антибиотиков, получаемых из микроорганизмов группы «псевдомонас». Русские врачи в 80-е годы прошлого века лечили нагноившиеся раны прикладыванием зеленой плесени. Но все это считалось «лабораторным курьезом»: кто же из уважающих себя специалистов будет лечить людей плесенью!
Надо сказать, что и Флеминг не очень-то обратил внимание на свое открытие, сделанное в 1928 г. Даже в 1940 г. он говорил, что «пенициллином не стоит заниматься». Но к тому времени это уже не зависело от его воли. Вторая мировая война обернулась катастрофой миллионов раненых и покалеченных, которых невозможно было спасти обычными лекарствами и даже новомодными сульфаниламидами.
Первый сульфаниламид — пронтозил — был открыт немецким врачом Г. Домагком, увлекавшимся к тому же и фармакологией. Пронтозил творил буквально чудеса, спасая людей от неминуемой смерти. Суть его действия заключалась в том, что микроорганизмы «обманывались», принимая молекулу пронтозила за серосодержащую аминокислоту. Бактериальные ферменты включали молекулу лекарственного средства в белковую цепь, которая, таким образом, оказывалась дефектной, и клетка гибла. Пронтозил спас жизнь одного из племянников американского президента Ф. Д. Рузвельта, который был так поражен этим, что послал в Стокгольм предложение наградить Г. Домагка Нобелевской премией по медицине. Кроме этого, были и другие многочисленные письма в пользу кандидатуры немца, в результате чего ему была присуждена эта самая почетная научная награда.
Но получить ее в 1939 г. он не смог, потому что после нашумевшего «дела Осецкого» Гитлер специальным указом от 27 января 1937 г. запретил гражданам «своей» Германии получать Нобелевские премии. Домагка арестовало гестапо, в доме его произвели обыск, в ходе которого были изъяты все газетные вырезки о награждении, присланные ему из-за границы; с ним беседовал «папаша Мюллер», после чего его заставили написать письмо «отказа», высказав на словах, что «фюрер очень недоволен». Вместе с Домагком премию запретили получать и А. Бутенандту — самому молодому химику, когда-либо удостоенному этой награды. Бутенавдт первым начал синтезировать гормоны, также необходимые для лечения людей. Только после окончания войны Домагк и Бутенавдт смогли поехать в Стокгольм и получить причитающиеся им дипломы и медали.
Как-то, простуженный, он нечаянно чихнул на чашку с бактериальным «газоном», то есть сплошным слоем выросших микроорганизмов. Капельки слизи из хлюпающего носа попали на чашку, а на следующий день он обратил внимание на разной величины пятна «лизиса», то есть «разрушения газона». Поскольку в то время очень много говорили о разных недавно открытых «энзимах», то он назвал неизвестное лизирующее вещество лизоцимом. Удивительно, что лизоцим в действительности, как потом, много позже, выяснилось, является лизирующим ферментом, растворяющим бактериальные стенки и делающим в них самые настоящие «дырки».
Надо сказать, что Флеминг стал врачом довольно случайно. Будучи младшим сыном в большой шотландской семье, занимавшейся фермерством в бедном графстве Айршир, он был вынужден уехать на поиски счастья в далекий и манящий Лондон. Жил в комнате брата, посещал лекций в Политехническом колледже на знаменитой Риджент-стрит с ее полукружием у Пикадилли-серкус и работал младшим клерком в компании «Американ лайн», продававшей билеты на трансатлантические лайнеры, бороздящие волны океана, разделяющего Старый и Новый Свет. Рассчитывать как младшему сыну ему было не на что, но-вдруг, буквально как дар с неба он получил небольшое наследство в 250 фунтов, которое решил истратить на медицинское образование. Он выбирает медицинский колледж госпиталя Св. Марии, потому что когда-то играл против его команды в ватерполо. Поначалу он хотел стать хирургом, так как имел крепкую руку, проверенную в стрелковых соревнованиях, в которых он выступал теперь на стороне госпиталя. Однако его. товарищ по команде уговорил сэра Э. Райта взять Флеминга к себе ассистентом.
