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.
То, что ДНК, свойствами которой определяются наследственность, изменчивость, рост и размножение живого на земле, в свою очередь зависит от внешних влияний — доказано. Но как протекают все процессы в молекуле ДНК? Почему те или иные нарушения в ее структуре вызывают определенные изменения свойств вновь образующихся организмов? Раскрыть таинственные механизмы этих явлений, познать сущность процессов наследственности, изменчивости, роста и размножения — значит получить возможность управлять ими. Этой увлекательной, а вместе с тем исключительно сложной проблемой и занимается коллектив лаборатории генетики микроорганизмов и — бактериофага.
М. Хромченко
Приговор мошкаре
Профессор В. А. Набоков
Фото А. М. Митрофанова
Поднимается солнце, в лесах на Севере и Востоке начинается новый рабочий день. И так же, как в далекое для нас время, когда сюда проникали лишь малочисленные научные экспедиции смельчаков — энтузиастов, в этих местах людей встречают не только богатства природы, но и назойливые мошки.
«…Этих крылатых кровопийц здесь было так много, что решительно нельзя было смотреть и дышать… без предохранительных сеток на лице и без нарукавников и перчаток работать на открытом воздухе решительно невозможно… Уссурийская мошка — истинный бич тайги», — писал известный исследователь природы В. К. Арсеньев.
Летающие ничтожества — так называют в народе комаров, мошек, слепней и едва видимых мокрецов, населяющих леса в долинах Волги, Днепра и других крупных рек.
Но мы поведем речь только o мошках, многочисленных на Дальнем востоке, в Забайкалье, Приангарье. В районе Братской ГЭС мошки составляют до 90 процентов нападающих насекомых. Если люди не имеют средств защиты от мошкары, им приходится, по временам бросать работу в самые горячие дни строительства — с июня до конца августа.
Но и этого мало: оказывается, слюна этих 2—5-миллиметровых кровососов обладает ядовитым действием. Известно, что скот, искусанный мошками, нередко погибает, когда организм животных становится особенно чувствительным к последующим укусам. В 1929 году в четырех провинциях Румынии, где чрезвычайно размножились кулумбацкие мошки, пало более 16 тысяч коров, свиней, лошадей. В апреле — мае 1934 года в северо-восточной части Югославии появление кулумбацкой мошки вызвало гибель, почти 7000 овец и коз, около 3000 коров и более 1000 свиней. В некоторых местах нашего Приангарья в период массового нападения мошек почти вдвое снижался удой молока.
Прежде всего необходимо узнать, на каком протяжении река заражена личинками мошек.
Тучи крылатых кровососов прокалывают кожу человека и сосут кровь, забиваются в рот, нос, уши. У людей, обладающих повышенной чувствительностью, даже единичные укусы мошек могут вызвать обезображивающие до неузнаваемости отеки лица. При большом количестве укусов у пострадавшего наряду с болью, жжением, зудом кожи наблюдаются повышение температуры, бессонница и другие признаки отравления.
В последнее время ученые выяснили, что мошки, несомненно, повинны в переносе такого серьезного заболевания, как туляремия.
Уже этих фактов вполне достаточно для того, чтобы понять, какое важное значение имеет борьба с гнусом.
Взрослые мошки живут в воздушной среде и питаются растительными соками. Самка лишь пять раз в жизни пьет кровь человека, животного или птицы. И этого хватает для полного развития яиц. Самка хорошо оснащена, чтобы не пропустить подобный «кровавый пир». На расстоянии более 10 метров она ориентируется с помощью зрения. На близком расстоянии более существенное значение для нее имеют органы обоняния и осязания. Мошки предпочитают садиться на нежные участки кожи, которые могут быстро проколоть своим хоботком. Сосущая самка вводит со слюной вещества, обладающие обезболивающим действием и препятствующие свертыванию крови.
Насосавшись, самка стремится укрыться в растительности. Здесь она остается на несколько дней, переваривая пищу, и питается водой и соками растений. Созревшие в ее теле яйца (рис. 1) она откладывает в водоемы у берега или посередине реки.