Тайны открытий XX века - Александр Волков

Некоторые виды водорослей выделяют фураноны — вещества, которые мешают образованию на стеблях налета бактерий. Подобную стратегию микробиологи хотят использовать и в борьбе с возбудителями болезней, например, с холерными вибрионами. Нужно понять лишь, какими веществами удастся подавить активность сигнальных молекул. Так, Ханс-Курт Флеминг из Дуйсбургского университета предлагает использовать протеазы — ферменты, расщепляющие протеины. Если сигнальные молекулы будут распадаться, то и «перепись населения» в мире бактерий не состоится.

Другой метод борьбы — найти вещества, которые деформируют сигнальную молекулу; она не пристыкуется к рецептору бактерии. Так «посол войны» превратится в посла с «китайской грамотой», которую нормальный микроб не сумеет прочесть.

Еще одна идея родилась после того, как в 2004 году был расшифрован геном микроба Bdellovibrio bacteriovorus. Этот микроорганизм — по своей природе хищник, но атакует не клетки высших организмов, а лишь бактерии. Он проникает внутрь микроба и пожирает его, а затем делится почти на полтора десятка клеток, которые тут же отправляются на охоту.

«Враг моего врага — мой друг». Эта истина инвариантна — она применима как в мире людей, так и в мире микробов. Ученые уже прозвали в шутку этих бактериоедов «живым антибиотиком». Вот только не станет ли шутка дурной? Не окажутся ли некоторые бактерии устойчивы к атакам микробов-убийц? И не приведет ли это к появлению новых, особенно стойких микробов, которые никаким хищникам не по зубам?

Если же надежды ученых сбудутся, то в медицине произойдет качественно новый скачок. Не секрет, что операции по протезированию или трансплантации органов нередко проходят с осложнениями. Возникают воспалительные процессы. Если же удастся помешать образованию бактериальных пленок на протезах и имплантатах, то эти операции получат самое широкое распространение. Пару веков назад простое переливание крови было своего рода «русской рулеткой». В будущем же и пересадка органов может стать чем-то вроде зубного протезирования. Как полагают исследователи, наши успехи в изучении тайного языка микробов позволят нам наконец контролировать развитие эпидемий.

3.8. ИГРА В ЖИЗНЬ, ИЛИ НЕ СОТВОРИ СЕБЕ МИКРОБА

Пока ученые лишь постигают тайну жизни. Научатся ли они сами творить ее? Вслед за словом «геном» надо сказать слово «голем». Можно ли, манипулируя с генами, ДНК и протеинами — этими «буквами» биологов — создать живое существо, коего еще не было в истории Земли? Удастся ли ученым XXI века научиться творить живые существа?

…Оба ученых имели обыкновение каждую пятницу изучать Законы Творения и создавать тут же трехлетнего бычка, которого они и съедали на ужин.

Х.Л. Борхес (пер. Е.М. Лысенко)

Из частей тела тех, кто почил в бозе, он лепил фигуру, подобной которой не ведал Бог. Он мечтал об идеальном существе, а породил чудовище, что принялось всех убивать. От рук его погиб и лжетворец, но, по счастью, не выжило и чудовище.

Роман Мэри Шелли «Франкенштейн, или Современный Прометей» был написан в 1818 году. С тех пор на ту же тему было издано еще около полутора сотен романов и снято около ста кинофильмов. Их схема примерно одинакова. Ученый, ослепленный гордыней, бросает вызов Господу Богу и принимается творить живое существо. Всякий раз порождение ума оказывается ущербным. Оно впадает в бешенство и бежит по улицам, убивая всех, кто попадается на его пути. Именно это случилось и в самом знаменитом романе на тему «самонадеянный ученик Творца» — в романе австрийца Густава Майринка «Голем». Человек, созданный путем комбинации букв, был назван «Голем». Он долго слушался своего раввина-создателя: звонил в колокола в синагоге, выполнял тяжелые работы, но потом в чудовище превратился и он.

Эта история, родившаяся из еврейского фольклора, напоминает нам о средневековых каббалистах. Изучая божественные тексты Талмуда, те пытались понять, как из безжизненной материи можно создавать живые существа. От каббалистов прямой путь к ученым XX века. Они не стали искать рецепты жизни в Писании, а обратились к формулам и выводам биологии.

Так, уже в 1912 году американец Жак Леб экспериментировал с яйцами морского ежа, которые в его опытах делились, будучи неоплодотворенными. Газета «Daily Telegraph» восторженно писала о «прогрессе в конструировании сложных химических соединений, которые мы называем наделенными жизнью».

В 1953 году большой интерес вызвал опыт другого американского ученого — Стэнли Миллера. Он попытался воссоздать условия, в которых когда-то возникла жизнь. В ту пору считали, что это случилось в поднебесье. Весь небосклон был затянут облаками. Именно здесь и образовались важнейшие органические соединения. Происходило это под действием ультрафиолетовых лучей Солнца и грозовых разрядов. Обильные ливни смывали органику в Океан. Миллер воспроизвел в колбе газовый состав древней атмосферы Земли (Н2, Н2O, СН4, NH3) и, имитируя грозу с помощью электрических разрядов, получил несколько аминокислот. «Когда-нибудь мы сумеем сотворить живой организм», — так отозвался об этом опыте будущий нобелевский лауреат Джордж Уолд. Вскоре С. Фокс сумел соединить аминокислоты в короткие нерегулярные цепи — осуществить синтез полипептидов, но, как отмечает российский палеонтолог К.Ю. Еськов, «этим, собственно говоря, и исчерпываются реальные успехи, достигнутые в рамках абиогенеза» — образования органических соединений вне организма.

Прошло полвека. Успехи генетики побудили ученых вновь заняться решением давней задачи. Если нам стали известны основные элементы жизни — ее «буквы», «кирпичики», «кубики», то почему бы не сложить из них новое «Слово», еще не сказанное Природой? Почему бы не сотворить новое живое существо? Возможно, это случится уже в ближайшие десять лет.

Чего нам ждать от грамположительных бактерий

На рубеже нового века в журнале «Science» появилась статья, в которой речь шла об «РНК-зависимой ДНК-полимеразе» и «грамположительных бактериях». Тем не менее она вызвала большой интерес даже утех, кому вообще непонятны эти термины.

В статье описывались опыты над одним из самых примитивных организмов — Mycoplasma genitalium. Эти одноклеточные обитают в половых органах и легких человека. Профессор микробиологии Клайд Хатчисон и его коллеги из университета штата Северная Каролина выяснили, что эти бактерии живут дольше, если удалить у них треть наследственной информации. Им оставляли всего от 265 до 350 генов из имевшихся у них 517, и… им жилось от этого лучше. Двести шестьдесят пять! Всего ничего. Для сравнения: у человека, как объявил в октябре 2004 года Фрэнсис Коллинз, глава проекта «Геном человека», от 20 до 25 тысяч генов.

Итак, делали спешный вывод журналисты, стоит взять всего две с половиной сотни генов, «свить» из них цепочку, и организм готов ожить? Почему бы не создать некий примитивный организм из известных нам химических соединений? «Ученые взялись играть роль Господа Бога», — таков был тон комментариев.

Да, генетики всего мира пытаются проникнуть в тайны жизни и расшифровать «геномы» — схемы, по которым построены все живые существа. В основном ученые преследуют реальные, сугубо практические цели. И мало кто использует добытые знания, чтобы творить новую жизнь, но именно их проекты опрокидывают наши привычные представления.

В «Секретных материалах» есть такой эпизод. Обнаружена таинственная жидкость. Она придает людям нечеловеческие силы. Ее исследуют и тут же поднимают тревогу: у жидкости есть своя ДНК, и состоит она из трех пар азотистых оснований. Во всех земных организмах двойная спираль ДНК составлена из двух комплементарных пар: А (аденин) — Т (тимин) и Г (гуанин) — Ц (цитозин). «Это — не из нашего мира, — тут же заявляет эксперт. — Это — внеземное вещество». Или дело опять не обошлось без ученых!

В 1989 году Стивен Беннер из Швейцарского политехнического института в Цюрихе сумел встроить в ДН К третью пару азотистых оснований. По словам Хатчисона, «это открывает невероятные возможности. С помощью лишней пары азотистых оснований можно получить протеины, которые примутся целенаправленно атаковать раковые клетки».

В 2001 году американские генетики Питер Шульц и Ли Вонг из Океанографического института Скриппса создал клетки с нормальной ДНК, которые синтезировали аминокислоты, не встречающиеся в природе.

По сообщению журнала «Scientific American», Брайан Дэвис из Научно-исследовательского фонда Южной Калифорнии планирует создать лейкоциты, которые синтезируют необычные белки. При контакте с ними моментально разрушатся раковые клетки или патогенные микробы.

Этим алфавитом будет написана не одна книга Жизни