Некто или нечто?

Глава пятнадцатая Вирус — это вирус

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

В 1961 году в Нью-Йорке вышла книга с необычным посвящением. На титульном ее листе, в правом верхнем углу, напечатано: «Посвящается Nicotiana tabacum». Пониже на фотографии — молодое табачное растение, высаженное в цветочный горшок.

Не правда ли, странная у автора книги фантазия? Придумать же надо такое посвящение — не учителю, не другу, а растению. Название ее — «Вирусы и природа жизни». Автор — У. Стэнли; соавтор — Э. Вэленс.

В свои студенческие годы сын издателя провинциальной газеты Уэндел Стэнли известен был в родном Риджвилле, штат Индиана, как хороший спортсмен. Футболу он посвящал, вероятно, не меньше времени, чем химии, которую изучал в колледже. Его даже избрали капитаном местной команды.

Однажды Стэнли отправился в небольшой городок соседнего штата Иллинойс: захотелось посмотреть футбольный матч да заодно посетить и тамошний университет. В химической лаборатории Иллинойского университета Стэнли разговорился с ее руководителем профессором Адамсом. Ученый, видимо, приметил в рассуждениях студента что-то серьезное, так как неожиданно предложил ему место в своей лаборатории. Стэнли согласился не раздумывая. Проработав у Адамса четыре года, он стал кандидатом наук.

В 1931 году Стэнли пригласили на работу в Нью-Йорк, в Рокфеллеровский научно-исследовательский институт. Молодому ученому дали задание, указали срок: один год. Спустя шесть недель Стэнли доложил директору, что работа сделана, и попросил новую тему. Директор подумал и сказал:

— Мы открываем новую лабораторию — химии вирусов. Не хотите ли этим заняться?

— С удовольствием!.. Но что такое вирусы?

— Быть может, вам удастся это выяснить?!

Так Стэнли занялся химией вирусов. И тут он уже совсем забросил футбол, то ли потому, что его поглотили научные занятия, то ли потому, что он перешел в разряд старичков, ему уже минуло 28 лет. Но когда он, лет двадцать пять спустя, попал в Москву, то упросил советского вирусолога В. Товарницкого съездить с ним на футбольный матч. Попав на стадион, ученые увидели объявление: игру перенесли на другой день. Стэнли огорчился, но стадиона не покинул, остался смотреть легкоатлетические соревнования…

В 1935 году Стэнли совершил открытие, которое привело в смятение ученый мир, а самому первооткрывателю принесло Нобелевскую премию.

Он изучил труды Ивановского и Бейеринка. О первооткрывателе вирусов он писал впоследствии: «Право Д. И. Ивановского на славу растет с годами». Стэнли говорит далее, что открытие молодого русского ботаника равнозначно открытиям Пастера и Коха.

Но что же такое вирус? Вопрос этот, возникший в конце минувшего столетия, занимал Стэнли и тогда, когда он штудировал труды основоположников вирусологии, и тогда, когда налаживал первые опыты в лаборатории. Верно ли, что вирусы способны размножаться? Не кажется ли это нам? Быть может, то, что мы называем вирусной частицей — это просто фермент, белковая молекула? Такой взгляд высказывал современник Ивановского, англичанин А. Ф. Вудс. Ферменты не размножаются, они синтезируются — штампуются, фабрикуются, как хотите, — внутри клетки. Быть может, с вирусами происходит то же самое? Но вирусы заразны, а с ферментами такого не бывает, чтобы они становились разносчиками болезней.

Все ж таки надо остановиться на каком-то предположении, чтобы иметь отправную точку для начала опытов. Придя к мысли, что вирус табачной мозаики, возможно, белок, Стэнли попытался выделить его из больных растений. Работа, как писал впоследствии сам ученый, «была довольно скучной и утомительной». Он занялся тем, что химики именуют высаливанием белков. Белки этим способом выделяют, осаждая их из растворов солями, чаще всего сернокислым аммонием.

Стэнли промалывал табачные листья, пораженные мозаикой, через мясорубку, выжимал затем сок из зеленой кашицы, отстаивал, сливал, пропускал через множество тонких фильтров, обрабатывал химикалиями.

Канитель длилась два с половиною года. Переработав за это время тысячу килограммов табачных листьев, пораженных мозаикой, Стэнли добыл столовую ложку белых игольчатых кристалликов, различимых по отдельности лишь в микроскоп.

Да ведь это кристаллы Ивановского! Дмитрий Иосифович наблюдал их лет за сорок до Стэнли в срезах больных листов табака, но, по тогдашнему состоянию науки, не смог, да и не пытался даже ни выделить их, ни определить их природу. Стэнли, пользуясь методами новейшей химии, выделил кристаллы в чистом виде. Но что они такое?

136

По всей видимости, белки, так как содержат углерод, кислород, водород и азот в том же соотношении, что и все обычные белки.

Надобно на всякий случай проверить, не служат ли эти белки передатчиками болезни. Стэнли приготовил из белых кристалликов слабый раствор, смочил в нем марлю и потер ею несколько здоровых листьев табака. Через некоторое время на листьях появились пятна табачной мозаики!..

Кристаллы несут в себе заразу! И это после того, как сок, из которого они добыты, претерпел уйму химических обработок, безусловно убивающих все живое. Может быть, странное белковое вещество, принявшее форму кристалликов, попросту ядовито — никакого заразного начала тут нет? Проверили. Оказалось, что кристаллики способны размножаться. Да, да! И, по мере размножения, они делались все более заразны: от одного растения зараза передавалась второму, от второго — третьему и т. д…

Припомним опыты Ивановского, которые он ставил в Никитском саду и в петербургской лаборатории Фаминцына. Ивановский имел дело с живым растением и с его соком, Стэнли — с кристаллами, которые наука относит к мертвой природе. Теперь вдруг, вопреки утвердившемуся мнению, кристаллики выказывали свойства живого, перенося болезнь. Заражения не происходило лишь в том случае, когда Стэнли предварительно кипятил раствор кристалликов, либо табачный сок, из которого добывал кристаллики.

Закончив свои столь удивительные опыты, Стэнли в 1934 году обнародовал их результаты. По сию пору в его лаборатории стоит стеклянная банка, в которой хранятся кристаллики, добытые более четверти века назад. Но то еще, конечно, не диво. А вот что каждый кристаллик, составленный из десятков тысяч вирусных частиц, сохраняет в полной мере вот уже четверть века свои заразные свойства — это непостижимо.

Не только возбудитель табачной мозаики — многие другие вирусы обнаружили способность кристаллизоваться, не теряя при этом своих заразных свойств.

В середине тридцатых годов большинство ученых считало, что вирусы— живые создания. А тут вдруг — как гром среди ясного неба — жизнь в форме белковых кристаллов. Стэнли понимает, что это немыслимо. И пишет: «Представленные мною данные показывают, что вирус табачной мозаики — неживое. Тот факт, что этот вирус является белком, заставляет нас изменить свои взгляды и на природу других вирусов, рассматриваемых многими как ультрамикробы. Вирусы — это саморазмножающиеся белки».

Производя химический анализ кристаллов табачной мозаики, Стэнли проглядел одну малость — то, что вирус не просто белок. Уже через год после опубликования работы Стэнли двое англичан, Боуден и Пирн, обнаружили в кристалликах, добытых впервые американцем, примесь фосфора. Вскоре удалось доказать, что фосфор принадлежит нуклеиновой кислоте. Стало быть, вирус — соединение белка с нуклеиновой кислотой: нуклеопротеид.

Кажется, тут спору, возникшему в конце прошлого века, и конец: раз вирус образует кристаллы, то уж он не может быть причислен к миру живых созданий. На деле открытие Стэнли послужило лишь затравкой для возобновления старого спора. Интересно, что участники его стояли, да и продолжают стоять, почти на тех же позициях, что и ученые конца прошлого века. Ивановский считал, что возбудитель табачной мозаики — мельчайший микроб, следовательно, он живое создание. А. Ф. Вудс писал в 1899 году, что вирус табачной мозаики — всего лишь комочек протоплазмы. В 1943 году однофамилец и соотечественник А. Ф. Вудса М. В. Вудс доказывал, что вирусы не что иное, как ферменты. Позднее Д. Джонсон, тоже англичанин, опять заговорил о комочках протоплазмы. Другая группа исследователей, в том числе советские ученые В. Л. Рыжков и А. А. Смородинцев, доказывали, что вирус — живое создание.

Шли годы. Новая наука, вирусология, добивалась больших успехов, помогая медицине побеждать болезни. А спор о природе вирусов— о том, кто они или что они, — все не утихал. В 1957 году в Москве собрались на международное совещание ученые, которых занимает одна из самых трудных загадок, стоящих перед современной наукой: как произошла жизнь на Земле? Говорили на этом совещании и о вирусах — все сходятся на том, что если постигнуть природу вируса, то это может пролить свет на происхождение жизни вообще.

Приехал в Москву и Уэндел Стэнли. И тут он сказал нечто прямо противоположное тому, что говорил прежде:

— Я думаю, что вирусы, включая способные к кристаллизации вирусные нуклеопротеиды, являются живыми агентами. Это должно следовать из их способности к воспроизведению. Сущность жизни — это способность к воспроизведению.

А в своей книжке, посвященной табаку, Стэнли пишет: «…сумеречная зона жизни, на полпути между живым и неживым, и есть зона вируса… Самый мелкий организм и самая большая молекула оказались одним и тем же — вирусом табачной мозаики (ВТМ)».

Видите как: вирус — нечто; вирус — некто; вирус — ни то ни се, нечто и некто в одно и то же время. Три разных мнения. И высказал их в разное время один и тот же ученый. А дело всё в том, что вирусы, хотя и открыты три четверти века назад, все еще новы для науки. Их нельзя мерить обычными мерками, привычные понятия к ним не приложимы. «Существо со свойствами вещества» — сказал о них один ученый. «Вирус — это вирус» — сказал другой. И это не просто словесная игра. Тут подчеркнута неповторимость вируса, то, что он занимает особенное место в природе, его не с чем и не с кем сравнивать. «Если мы будем считать вирус веществом, мы должны очень расширить понятие вещества. Мы должны допустить, что существуют в природе вещества наподобие живых паразитов. Если мы примем, что вирусы — это живые тела, мы должны значительно расширить наши представления о живых телах».

Это говорит известный советский вирусолог В. Л. Рыжков.

Когда-то мир биолога и мир химика были отделены друг от друга. Между живым и неживым пролегала четкая граница. Биолог мало интересовался строением молекул, а химика не очень занимали процессы, происходящие внутри живой клетки. Теперь все словно бы перепуталось. Биологи занялись молекулами, бурно развивается новая наука — молекулярная биология. Во всех этих переменах большую роль играет вирус, который как бы стирает границу между живым и неживым, казавшуюся прежде отчетливой. Биологам приходится пересматривать многие представления о жизни. Если поставить все вирусы в ряд — сначала более сложные, потом менее сложные, потом простые, — то они, вероятно, и заполнят ту пропасть, которая в воображении людей отделяет живую природу от мертвой.

Царство животных… Царство растений… Ныне предлагают основать третье царство, царство Вира, то есть вируса. Проникая в это царство все глубже и глубже, ученые открывают много такого, что вынуждает их менять сложившиеся понятия.

В конце 1965 года в Москве, в Институте вирусологии имени Д. И. Ивановского, ученый совет обсуждал диссертацию молодого врача А. Ф. Быковского. Диссертант негромко и не очень уверенно рассказывал о своих наблюдениях над вирусами. А в зале по рядам ходили два тома снимков, сделанных Быковским при помощи электронного микроскопа.

…Если взять из текста книги прописную букву О (диаметр ее приблизительно два с половиной миллиметра) и увеличить в триста тысяч раз, то мы получим овал диаметром в три четверти километра (750 метров). Вирус же, увеличенный в триста тысяч раз, все еще слишком мал, чтобы можно было различить все подробности его строения. Сколько же терпения понадобилось Быковскому, чтобы сделать сотни снимков, на которых вирус изображен в самых различных положениях, в разные периоды своего развития.

После выступления диссертанта председатель ученого совета дал слово официальным оппонентам. Один из них, известный вирусолог, академик, начал с того, что признал себя неправым:

— Сознаюсь, что в самом начале обсуждаемого сейчас исследования я не без некоторого раздражения спрашивал научного руководителя Быковского: «Зачем вы все это затеваете? К чему тратить столько усилий на исследование анатомического строения вирусов, их морфологии, в то время когда в наши дни первое место в оценке явлений жизни принадлежит биохимии?» Сегодня мы с вами — свидетели подлинного торжества морфологической науки (морфология — наука о строении и форме организмов. — М. И.). Диссертант, как истый морфолог, хотя его диссертация и содержит более девятисот страниц текста, предпочитает убеждать нас не словами, а изображениями. Причем, вы видите не просто набор фотографий вирусов, приближенных к нам электронным микроскопом. Это серьезная попытка показать развитие вируса во всей его сложной последовательности. И это тоже необычно! Наконец, отметим и то, что с самого начала работы автор исходил из концепции, что вирус — живое существо. А это далеко не всеми разделяется.

После речей оппонентов и выступлений ученых, сидевших в публике, ученый совет единогласно решил: присвоить А. Ф. Быковскому звание доктора медицинских наук. Между тем скромный диссертант представил свою работу на соискание кандидатской степени.

Чем же так потряс Быковский ученый мир?

Мы уже знаем: многие ученые думают, что вирусы неполноценны как организмы, раз они неспособны размножаться, раз клетка собирает вирусные частицы из собственного материала. Некоторые ученые доказывают, будто вирус внутри клетки вообще теряет свою индивидуальность, растворяясь в протоплазме, фактически исчезает. Ну, а те вирусные частицы, что покидают разгромленную клетку? Они созданы внутри клетки заново…

Быковский развивает совсем иные идеи. При помощи электронного микроскопа он запечатлел на фотопленке удивительные вещи, которые до него никто не наблюдал. На его снимках можно проследить четыре основные стадии развития вируса в клетке.

Вирус, говорит Быковский, не теряет своей индивидуальности в чужой протоплазме, а лишь претерпевает ряд превращений.

Вирус не всегда разрушает клетку, как это происходит с бактерией, пораженной фагом. Нередко вирусные частицы покидают клетку, как бы маскируясь, как бы прикидываясь не нужными клетке отработанными продуктами. Пройдя таким образом сквозь клеточную оболочку, вирус устремляется к новой жертве. По дороге он прихватывает молекулы, которые нужны клетке. «Загримированный», он проникает опять-таки через оболочку внутрь клетки под видом питательного материала. Обманутая клетка сама втягивает в свое нутро коварного врага. Клетка не беззащитна. Распознав врага, она стремится его уничтожить. Идет борьба. Быковский на своих снимках первым в науке показал ее следы. Ему удалось заснять уродливых вирусов. Иные из них — гиганты, сравнительно со своими сородичами, конечно; другие срослись попарно, на манер сиамских близнецов; у третьих оказалась неразвитой оболочка. Откуда эти уродства? Вероятнее всего, это следы борьбы, которую клетка вела со вторгшимися в ее владения вирусами. Уроды — побежденные.

Быковский убежден, что вирус — живой организм. Своеобразный, ни на что не похожий, но живой. Его, правда, нельзя отнести ни к растениям, ни к животным. Это — доклеточная молекулярная форма жизни.

Разрешен ли на этом спор о вирусах, длящийся многие десятки лет? Отнюдь нет. Многое, очень многое еще неясно. Возникают новые загадки, нарождаются новые и новые теории, гипотезы.

Постигая сокровенные тайны царства Вира, наука вместе с тем изыскивает способы борьбы с болезнетворными вирусами. Теперь уже доказано, что больше половины заразных болезней человека вызываются вирусами. За три четверти века, прошедшие с того времени, когда Ивановский вел свои наблюдения в Никитском саду, наука открыла три тысячи разновидностей вирусов. И многие из них — возбудители тяжелых недугов.

Быть может, число разновидностей вирусов возрастает на наших глазах? Вряд ли. В живой природе (а вирусы, во всяком случае, стоят ближе к живой природе, нежели к мертвой, хотя бы потому, что размножаются только внутри клетки) ничто не возникает вдруг.

Вдруг… Вдруг может появиться после землетрясения новое озеро; вдруг, по той же причине на ровном месте поднимется гора либо разверзнется пропасть; вдруг после сильных ливней, проснувшись поутру, люди обнаружат под окнами своих домов новую реку; вдруг, невесть откуда взявшись, засияет в небе новая звезда. Но не может вдруг, само по себе, подобно чертику из бутылки, выскочить на свет новое растение, либо животное, либо насекомое, либо заразное начало вроде вируса. Природа творит живое не спеша..

Почему же о вирусах и вирусных болезнях говорят так много именно теперь?

На протяжении всей истории человечества повальные заразные болезни не раз оказывали серьезное влияние на судьбу народов, на развитие цивилизации. Не только нашествие неприятельских орд, но также чума и оспа опустошали города, селения, целые княжества. Люди убегали за тридевять земель, чтобы спастись от мора. В новых местах пришельцы насаждали свой язык, воспринимали чужой, распространяли свои верования и обычаи, воспринимали чужие. Так микроб и вирус вмешивались в ход истории, регулируя численность населения планеты, способствуя смешению народов и языков.

Иные теперь времена. От мора не убегают: повальные эпидемии, уносившие миллионы людей, изжиты. В нашей стране умирает сейчас детей вдесятеро меньше, нежели в начале века. С 1918 по 1922 год в молодой Советской республике переболело сыпным тифом около двадцати миллионов человек. Сейчас об этой страшной болезни молодые люди знают лишь по книгам. В те же двадцатые годы исчезла холера, от которой в дореволюционные времена умирали сотни людей ежегодно в самом Петербурге. В начале тридцатых годов покончено было в нашей стране с чумой. В пятидесятые годы победили малярию, которой болело в России до пяти миллионов человек в год.

Сыпной тиф, холера, чума, малярия — все это болезни, вызываемые микробами. Что же касается вирусных эпидемий, то, если не считать оспы, которая в Советском Союзе изничтожена полностью, за них принялись не так уж давно.

И поскольку многие бактериальные болезни ликвидированы либо сведены к минимуму, вирус стал более заметен.

Иные вирусы, как, например, гриппозный, стали распространяться быстрее, пользуясь скоростными самолетами и скученностью людей в городах. Понятно, почему о вирусах стали говорить и писать больше.

Но ведь современная наука располагает огромными возможностями для воздействия на стихийные силы природы. А раз так, то нельзя ли попробовать извести возбудителей всех заразных болезней?

Пожалуй, не стоит и пробовать. И не только потому, что такая задача крайне сложна сама по себе. Неосторожное вмешательство в дела природы может принести вред.

Вот примеры.

В некоторых странах решили начисто истребить щук.

Рассуждали здраво: щука-де водяной волк, она поедает много ценной рыбы; изведем хищника — станет больше хорошей, вкусной рыбы. Сказано — сделано. Выбрали несколько озер и очистили их от щуки. И что же? Другой рыбы стало не больше, а меньше в этих озерах, она начала болеть и гибнуть. И тут только сообразили, что щука не только хищник, но и санитар водоема. Рыбаки знают, что щука довольно ленива. Она стоит часами в засаде где-нибудь в траве, бросаясь в первую очередь на малоподвижных, то есть больных рыбок, которым трудно удрать. Она не преследует добычу с такой настойчивостью, как, скажем, судак или окунь. Промазав, она часто возвращается к месту засады, ожидая подхода другой, менее увертливой жертвы. Ясно, что, поедая больную рыбу, щука препятствует развитию болезней, которым сама не подвержена.

Да что щука! И настоящего-то волка, что разбойничает, нападая на скот, и того нельзя изводить вчистую!

На Кольском полуострове, в тундре, волки причиняли немалый урон оленьим стадам. Удалось в конце концов всех хищников пострелять: тундра безлесна, укрыться волку трудно, убежать — тоже не убежишь, когда гонятся за тобой на вертолете. Вышло из всего этого вот что. Через некоторое время, олени, почуяв, что опасность им ниоткуда не грозит, стали утрачивать чувство стадности. Разбрелись кто куда по всей тундре — не собрать их никак Пришлось отлавливать волков в других районах страны и выпускать заново в тундру. Теперь другая беда — одиночных оленей волк задирает с легкостью. Жди, пока они снова обретут утраченное чувство стадности.

Вирус — не щука и не волк, с ним справиться куда труднее. Это одно. А второе — нельзя предугадать последствия такой меры. Ведь вместе с вредными видами вирусов можно ненароком извести и полезные, например фагов, воюющих с вредными для человека бактериями. Тут нужна большая осмотрительность.

Где же выход? Надо сделать наш организм невосприимчивым к заразным болезням, умножить его силы для борьбы с вторгающимися вирусами и микробами. Этой цели служат прививки. Но ведь какую уйму прививок нужно произвести, чтобы уберечь человека от всех инфекций! Мировая наука стремится разработать такую вакцину, которая действовала бы одна против многих болезней.

Но изобрести надежное оружие против врага можно, лишь хорошо зная его повадки, его природу…

Что же такое вирус? Быть может, на этот вопрос найдет ответ кто-нибудь из вас, мечтающих посвятить себя биологии!

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀

⠀⠀ ⠀⠀ ⠀⠀