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

ставший уже модельным и наиболее генетически изученным штамм S. coelicolor А(3)2. Как это ни парадоксально, первоначально фаг, действующий на коллекционный штамм S.lividans 66 был изолирован из жидкой культуры штамма S. coelicolor А(3)2. Этого мы уж никак не ожидали. На сам штамм S. coelicolor А(3)2 этот фаг не действовал. Мы предположили, что штамм S. coelicolor А(3)2 сам является дефектным лизогенным штаммом, устойчивым к фагу, который он содержит. В дальнейшем это предположение не подтвердилось. На индикаторном штамме S.lividans 66 фаг образовывал красивые большие мутные негативные колонии (пятна лизиса или бляшки). Вторичный рост культуры актиномицета внутри бляшек указывал на то, что изолированный фаг может быть умеренным. Но это предстояло еще доказать. Очень скоро нам удалось получить варианты штамма S. coelicolor А(3)2, чувствительные к изолированному фагу, обозначенному нами phiC31.

Так он под этим названием и существует до сих пор. Авторами первой публикации, описывающей свойства этого фага, действующего на модельный штамм S. coelicolor А(3)2 (журнал Генетика, 1970, том 6, стр. 135–137) были Н. Д. Ломовская, Н. М. Мкртумян и Н. Л. Гостимская. Хорошо помню, как я тогда в шутку сказала, что нам уже больше ничего не надо делать и все будут все равно упоминать, что фаг phiC31, действующий на штамм S. coelicolor А(3)2, был изолирован Н. Д. Ломовской и ее коллегами. Так и случилось. Но впереди нас ждали долгие годы очень напряженной работы по генетическому и молекулярно-генетическому изучению фага phiC31, взаимодействию этого и других актинофагов со штаммами актиномицетов.

По болезни я не могла присутствовать на 1-ом симпозиуме GIM-70, который проходил в Праге, мой доклад по изоляции и характеристике фага phiC31 был зачитан А. М. Борониным, бывшим аспирантом С. И. Алиханяна, а впоследствии многолетним директором Института физиологии и биохимии микроорганизмов им. Г. К. Скрябина в Пущине. Помню, что я была у него оппонентом на кандидатской диссертации и сделала довольно много замечаний, дав положительный отзыв. Через него я послала письмо Дэвиду Хопвуду с просьбой прислать генетически маркированные, имеющие мутации в разных генах, штаммы S. coelicolor А(3)2 для локализации (определения места положения на хромосоме) этого штамма профага phiC31. Дэвид немедленно откликнулся на нашу просьбу, но в ответ попросил прислать ему фаг phiC31 и индикаторный штамм актиномицет S.lividans 66, на который действовал фаг phiC31. Конечно, мы могли потянуть с отправкой фага и штамма, но я предпочла этого не делать, несмотря на вероятность сильной конкуренции с лабораторией, являющейся лидером в изучении генетики актиномицетов. Не хотелось оставаться в полной изоляции от мирового содружества ученых. Фаг и штамм были сразу посланы в отдел, возглавляемый

Д. Хопвудом, в Институт Д. Иннеса в Англию, г. Норидж. На отправку фага и штамма было получено разрешение в инстанциях Министерства микробиологической промышленности, т. к. в просьбе указывалось, что никакого практического значения ни фаг, ни штамм не имеют. Так началось наше многолетнее тесное сотрудничество с Д. Хопвудом и его коллегами. В ту пору актинофагами интересовался сотрудник его отдела Кит Четер. Представляется, что в течение многих лет сотрудники Д. Хопвуда, несмотря на наличие в их распоряжении нашего фага, все-таки пытались изолировать свой собственный актинофаг, действующий на штамм S. coelicolor А(3)2. Кроме того, работа с фагом требовала многолетнего опыта, который имелся у нас. И только в самом конце 70-х годов, когда актиномицеты стали объектами генно-инженерных исследований в лаборатории Д. Хопвуда, К. Четер и его коллеги продемонстрировали способность ДНК фага phiC31 к трансфекции штамма S.lividans 66 и начались работы по конструированию на основе фага phiC31 векторных молекул, способных к переносу чужеродной ДНК. Не могу тут не упомянуть, что штамм S.lividans 66, посланный нами в начале 70-х годов в отдел Д. Хопвуда, оказался практически самым оптимальным реципиентом изолированной ДНК, который в течение многих лет используется для этих целей во всех лабораториях, занимающихся клонированием генов актиномицетов. При этом он и сам стал предметом пристального генетического изучения, в том числе, и сравнительного анализа его генома с геномом штамма S. coelicolor А(3)2.

В 70-ые годы в отделе Д. Хопвуда были сделаны выдающиеся открытия в области генетики актиномицетов, заложившие основы для широкого использования методов генной инженерии для изучения генов, контролирующих биосинтез антибиотиков с последующим определением полной последовательности оснований в геноме штамма S. coelicolor А(3)2. Все эти годы я ощущала большую моральную поддержку Д. А. Хопвуда и его коллег. Правда, мне тогда казалось, и не без оснований, что наши достижения не являются такими уж существенными по сравнению с открытиями, сделанными Д. Хопвудом и его коллегами, и я всегда удивлялась, как внимательно следили они за нашими публикациями. Помню, как к очередному моему докладу в институте, как по заказу, приходил отттиск от Д. Хопвуда с опубликованными результатами их работ. И только сейчас я сформулировала представление о том, что наша лаборатория была не только единственной в нашей стране, но и единственной во всем мире, изучающей генетику актинофагов, вирусов актиномицетов.

Впоследствии векторы, сконструированные на основе фага phiC31, имели одно, но очень большое преимущество при изучении генов биосинтеза антибиотиков. Фаговые векторы, несущие чужеродные фрагменты для получения мутаций в генах биосинтеза антибиотиков, довольно легко конструировались в хорошо разработанной модельной системе, а потом конструкция переносилась в изучаемый штамм просто с помощью фаговой инфекции. В полной мере нам удалось это осуществить только по приезде в Америку. В своей обзорной статье, опубликованной в журнале Microbiology (1999) 145, 2183–2202 «Forty years of genetics with Streptomyces from in vivo through in vitro to in silico» в числе важных открытий в области генетики актиномицетов (the in vivo years 1955–1981) Д. Хопвуд упоминает и открытие фага phiC31, и выход на мировую арену из нашей лаборатории штамма S.lividans 66, сыгравшего впоследствии главную роль в разработке и использовании методов генной инженерии в применении к актиномицетам. Там же упоминается и почти одновременная демонстрация генетической рекомбинации у актиномицетов в нескольких лабораториях, включая и лабораторию С. И. Алиханяна. Кроме того, отмечается и еще одно важное открытие, сделанное в 1967 году в Советском Союзе, — выделение и идентификация химической структуры в лаборатории А. С. Хохлова А-фактора, активирующего образование стрептомицина и споруляции у штамма S. griseus, образующего стрептомицин.

Позволю себе процитировать фрагмент этого обзора Хопвуда: «A second highly significant development also took place in Moscow in the late 1960s. This was the penetrating work of Natalia Lomovskaya and her collaborators on the OC31 temperate bacteriophage (Fig. 9; Lomovskaya et al., 1970), which also launched its favourite host Streptomyces lividans