В объятиях XX-го века. Воспоминания - Наталия Дмитриевна Ломовская

Выдающийся американский микробный генетик Эстер Ледерберг в течение одного года (1950-го) совершила невероятное: идентифицировала половой (F) фактор бактерии E.coli, ответственный за бактериальную конъюгацию, и изолировала бактериофаг лямбда.

Последний станет на долгие годы модельным объектом генетики бактериофагов. Эстер Ледерберг в то время работала в Стэнфордовском университете и оставила о себе ещё одну память: на газонах вдоль дорог посадила красные маки, которые и по сей день весной украшают территорию университета. Мы тому свидетели, так как сейчас живем рядом со Стэнфордом.

Джошуа Ледерберг, её муж, в возрасте 33 лет получил Нобелевскую премию за расшифровку механизмов конъюгации. В 1951 году супруги Ледерберг с соавторами описали феномен трансдукции — передачи генетического материала бактерий с помощью бактериофагов. В 1950 году начинает работать над концепцией лизогении французский генетик русского происхождения Андре Львов. Его статья, обобщающая результаты существования симбиоза бактерии и бактериофага, появляется в печати в 1953 году. Его открытие приравнивалось многими учеными к открытию в том же 1953 году Д. Уотсоном и Ф. Криком структуры ДНК. Условно-патогенные бактерии Escherichia coli и Salmonella typh-imurium и их бактериофаги (фаги) становятся на долгие годы основными объектами генетики микроорганизмов. Я уже не говорю о публикации Г. А. Гамовым в 1954 г. гипотезы о том, что информация в ДНК кодируется триплетами нуклеотидов. Эта гипотеза была подтверждена экспериментально Ф. Криком и С. Бреннером в 1961 году. М. Ниренберг с соавторами установили соответствие между кодонами в ДНК и аминокислотами в белках. И эти эпохальные открытия происходят в США и в Европе в период полного запрета на исследования в области классической генетики в Советском Союзе.

Все в лаборатории Алиханяна в курсе открытий в области микробной генетики, несмотря на загруженность работой, поскольку селекционная работа требует больших физических усилий по отбору редких мутантов среди десятков тысяч проверенных на активность вариантов. С большой нагрузкой работают лаборанты, засевая пробирки и колбы с приготовленной питательной средой и определяя антибиотическую активность культур. Многие уже не молоды.

Алиханян умеет подбирать кадры и на долгие годы заразить их своей поразительной научной энергией. Те, кто не выдерживает, тихо уходят. Все разговоры в лаборатории всегда и без исключения переходят на личность, и эта личность — Сос Исаакович. В его лаборатории работают С. Ю. Гольдат, многие годы сотрудник кольцовского института, С. З. Миндлин и С. Любинская, выпускницы кафедры генетики биофака МГУ 1948 года, Л. И. Ерохина, супруги Ждановы, Нелли Исааковна и Виктор Григорьевич, Т. С. Ильина и С. В. Каменева, первые аспирантки Соса Исааковича, А. Ф. Тетерятник, К. П. Гарина, Е. С. Морозова, Л. Н. Борисова, А. В. Владимиров, Ю. Э. Барташевич. Позднее женское царство еще немного разбавляется приходом В. В. Суходольца и В. Н. Крылова.

Многие из этих сотрудником перейдут вместе с Сосом Исааковичем в его сектор в Институте Курчатова, а потом и в организованный по его инициативе в 1968 году Институт Генетики и Селекции Промышленных Микроорганизмов. Конечно, много появится потом и совсем молодых людей, и на плечи коллектива ляжет задача хоть как-то закрывать часть крупной бреши, остающейся от эпохи лысенкоизма.

Меня определили в помощницы к Тамилле Сергеевне Ильиной, которая не занималась селекцией, а уже много лет изучала взаимоотношения актиномицетов с актинофагами, вирусами, размножающимися в клетках актиномицетов и вызывающими их гибель (лизис). Буквально через неделю после моего прихода в лабораторию Сос Исаакович быстро поручил мне отреферировать на семинаре знаменитую статью А. Львова, описывающую концепцию лизогении у бактерий. Помогла формальная сдача английских страниц на биофаке. А. Львов — Нобелевский лауреат по физиологии и медицине 1965 года. Иностранные научные журналы уже публиковали сотни статей по генетическому изучению вирулентных и умеренных бактериофагов. Модельными объектами вирулентных фагов были фаги Т-серии, а умеренных, главным образом, фаг лямбда. Вирулентные фаги имели один путь развития в бактериальной клетке — ее лизис и образование многочисленного потомства фагов. Умеренные бактериофаги, в зависимости от физиологического состояния бактериальной клетки, в различном проценте случаев были способны осуществлять вирулентный путь развития, либо инфекция приводила к установлению лизогенного состояния. В этом случае фаг не убивал клетку, а его геном встраивался в бактериальную хромосому. В редких клетках такой лизогенной популяции геном фага вырезался из хромосомы и убивал клетку с образованием фагового потомства. Это явление и описал в своих пионерских работах А. Львов. Я с первого взгляда влюбилась в такое умное поведение умеренных фагов и все последующие годы старалась следить за успехами в этой области исследований.

Работа с актинофагами имела большое прикладное значение. Заводы по производству антибиотиков в нашей стране очень часто страдали от фаговой инфекции, возникающей в многотоннажных ферментерах, в которых выращивались актиномицеты. Каждый такой ферментер содержал тонны дорогостоящей питательной среды, в которой выращивались актиномицеты. Ферментация заканчивалась образованием антибиотика, который выделяли с помощью химической очистки. В результате инфекции актинофагами актиномицеты в таком ферментере гибли, не образуя антибиотика. Производство несло большие материальные потери.

В лаборатории Алиханяна стали заниматься получением актиномицетов, устойчивых к фаговой инфекции. Задача требовала изучения взаимоотношений актиномицетов с актинофагами, которую было трудно осуществить, работая в прикладном институте. Две сложные проблемы возникали при промышленном использовании устойчивых к фагам актиномицетов. Во-первых, как правило, они образовывали значительно меньшее количество антибиотика. Это совершенно не устраивало производство, которому постоянно спускали сверху планы по увеличению антибиотической продукции. Во-вторых, при использовании устойчивых вариантов сразу находились фаги, преодолевающие их устойчивость, и все начиналось сначала.

Сталкиваясь с этой проблемой в течение многих лет, для меня было совершенно очевидно, что актинофаги попадают в ферментеры извне в результате дефектов в их конструкции. Однако среди большинства опытных заводских специалистов и ряда ученых в академических институтах существовало мнение, что инфекция вызывается фагом, присутствующим внутри лизогенной актиномицетной клетки штамма продуцента антибиотика. Это позволяло дезавуировать основную причину фаголизиса — несовершенство заводского оборудования. Насколько я помню, Софье Захаровне Миндлин удалось получить фагоустойчивый продуцент окситетрациклина, очень распространенного тогда антибиотика, который образовывал такие же количества антибиотика, как и исходный фагочувствительный штамм, и был устойчив к другим актинофагам. Но это был уникальный случай, о котором даже сама Софья Захароовна не помнит.

Когда я через много лет спросила у американского ученого Дика Болтса, имеются ли у них на крупной американской фирме проблемы с фаголизисом, он с удивлением ответил, что никогда с такой проблемой не сталкивался. У фирмы имелись в эксплуатации ферментеры, которые не позволяли проникновению в них фагов. Как это ни парадоксально, но проблемы фаголизиса при производстве антибиотиков стимулировали уникальные генетические исследования актинофагов в Советском Союзе