Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий
Шрифт:
Классики науки утверждали, что отфильтрованная жидкость уже не содержит бактерий и, следовательно, не является заразной. Но в случае с соком растений, больных табачной мозаикой, это оказалось не так. “Сверх всякого ожидания, – писал Ивановский, – оказалось, что и после фильтрования через глиняные фильтры Шамберлена способность сока передавать болезнь не уничтожалась”. Эта простая, ничем не примечательная для неспециалиста фраза означала переворот в науке. Ивановский впервые в истории обнаружил нечто сверхмалое, способное вызывает инфекционное заболевание.
О природе этого нечто Ивановский высказался довольно осторожно. Это могла быть “бактерия, способная проходить через фильтр благодаря своим ничтожным размерам, или выделяемый ею растворимый яд, способный сам по себе вызвать всю внешнюю картину заболевания”. Кроме того, Ивановский установил, что заболевшее от фильтрованного сока растение способно передать заразу другому – здоровому, то в свою очередь – третьему и т. д. Все указывало на то, что заразное начало в организме растения размножается, а это было весомым аргументом в пользу бактериальной версии. Но дальнейшего развития этих исследований не последовало.
14 февраля 1892 года Ивановский сделал в Академии наук доклад “О двух болезнях табака”, в котором обобщил результаты пятилетних исследований. Именно эта дата считается в мировой науке днем рождении вирусологии. Европейская научная общественность была оповещена об открытии через статьи, опубликованные в немецких журналах. Департамент земледелия получил от Ивановского практические рекомендации по мерам борьбы с болезнями табака, которые сводились к обязательному введению севооборота и повышению культуры земледелия. Ивановскому была присуждена ученая степень доктора философии. Этим все и закончилось.
Новоиспеченному доктору философии была предложена новая тема для исследований, гораздо более важная с народно-хозяйственной точки зрения, – процесс спиртового брожения под действием дрожжей. Причина столь резкой смены курса была довольно прозаичной. Дело в том, что российская наука в те годы практически не финансировалась государством. Д.И. Менделеев, находившийся в привилегированном положении, получал из казны на всю свою лабораторию триста рублей в год. Конечно, тогдашний рубль и нынешний ни в какое сравнение не идут, но, по какому курсу ни считай, все равно выходит очень мало. Другие не получали и того, зачастую оплачивая расходы на исследования из собственного кармана. И естественно, при возможности добывали, говоря современным языком, гранты и выполняли хоздоговорные работы.
В те годы считалось, что с научной точки зрения процесс спиртового брожения под действием дрожжей не представляет большого интереса, потому что на все значимые вопросы (или почти на все уже) ответил Пастер. Но Ивановский с его склонностью все подвергать сомнению воспроизвел описанные эксперименты и обнаружил ряд фактов, противоречивших господствовавшим тогда взглядам. Он, в частности, показал, что продуктивность дрожжей зависит не только от недостатка кислорода в системе, но и от присутствия азотсодержащих веществ, а кроме того, от используемой линии дрожжей, культивирование которых он ввел в практику лабораторий. Все это имело самое непосредственное отношение к промышленности. Ивановский организовал на базе Технологического института специальные курсы по подготовке экспертов для спиртовой отрасли, на которые приезжали слушатели даже из-за рубежа. А еще он защитил в 1896 году квалификационную диссертацию “Изучение спиртовой ферментации”, которая позволила ему получить должность приват-доцента в Петербургском университете, а вскоре и должность заведующего кафедрой.
В сущности, последнюю он получил авансом с условием, что в пятилетний срок защитит докторскую диссертацию. Это побудило его вернуться к изучению возбудителя табачной мозаики. Оказалось, что всего лишь за несколько лет его вынужденного отсутствия в открытой им области науки произошли существенные изменения. Прежде всего возбудитель болезни обрел имя – “фильтрующийся вирус”. Так его назвал голландский микробиолог и ботаник Мартин Виллем Бейеринк [44] (1851–1931), воспроизведший опыты Ивановского. Слово “вирус” было известно много столетий и означало по-латыни всего-навсего “яд”. Именно этот прямой смысл придавал ему Бейеринк, который считал, что возбудителем табачной мозаики служит “живая ядовитая жидкость”. Лишь с течением времени термин “вирус” приобрел самостоятельный смысл и утратил поясняющее прилагательное “фильтрующийся”.
44
Бейеринк, помимо всего прочего, был иностранным членом-корреспондентом Российской академии наук (1924 г.) и иностранным почетным членом АН СССР (1929 г.).
Впрочем, Бейеринк признавал, что вирусная жидкость – живая, то есть способна к размножению. Он установил, что этот процесс протекает только в растущих органах табака, то есть там, где происходит деление клеток растения. Кроме того, он показал, что вирус может быть дезактивирован путем кипячения, а при высушивании при комнатной температуре его активность сохраняется.
Отталкиваясь от обнаруженных Бейеринком фактов, Ивановский заново проанализировал результаты своих старых исследований и проделал множество экспериментов для установления природы вируса. Они свидетельствовали в пользу того, что вирус – не жидкость, не токсин, не какое-то химическое вещество, а частицы в сто раз меньшего размера, чем бактерии. От бактерий их отличало то, что они не размножались в культуральной жидкости, то есть вне живого организма. Впрочем, ученые к таким “отрицательным” доказательствам относятся очень настороженно. То, что не удалось сделать одному исследователю и даже сотне исследователей, может оказаться под силу сто первому. Собственно, пример самого Ивановского с его опытом по фильтрации вирусов подтверждает эту простую максиму.
Полагая, что вирус табачной мозаики является мельчайшим микробом, Ивановский прилагал все усилия, чтобы разглядеть его. Для этого он изучал под микроскопом тончайшие срезы листьев больных растений, а для увеличения контрастности использовал специальные вещества, применявшиеся для окраски бактерий. В результате ему удалось разглядеть в пораженных клетках растения какие-то бесцветные кристаллы и скопления окрашенных палочек и точечек. Первые иногда называют “кристаллами Ивановского”, но сам ученый не придал им значения, он полагал, что искомый вирус – это окрашенные палочки и точечки.
Тут интуиция подвела его: именно кристаллы и представляли собой скопления самого вируса. В оправдание Ивановскому скажем, что правильный вывод был далеко не таким очевидным, каким он представляется нам с высоты наших теперешних знаний. До него науке предстояло пройти долгий путь. Кристаллическую природу вируса табачной мозаики американский биохимик Уэнделл Стэнли установил лишь в 1935 году, и только тогда же, кстати, была окончательно похоронена “жидкостная” теория Бейеринка. А сам Стэнли в 1946 году получил Нобелевскую премию по химию.
Ивановский же пока не наработал даже на докторскую диссертацию. Виноват в этом он был отчасти сам, если, конечно, считать виной избыточную скрупулезность в работе и многократный повтор одних и тех же экспериментов – для большей уверенности. Он не выполнил поставленного условия, и в 1901 году университетское начальство отстранило его от должности заведующего кафедрой, пригласив на это место из Варшавы известного ботаника и биохимика Владимира Ивановича Палладина, избранного вскоре членом-корреспондентом, а затем и академиком Петербургской академии наук. Интересно, что студенты, любившие Ивановского как лектора и прогрессивного, свободомыслящего человека, при сем известии взбунтовались и объявили бойкот Палладину. Но это уже ничего не могло изменить.
Ивановский переехал в Варшаву, совершив своеобразную рокировку с Палладиным. В 1903 году он защитил-таки докторскую диссертацию по мозаичной болезни табака и получил должность профессора Варшавского университета. За эти несколько лет вирусология сделала еще один впечатляющий рывок. Немецкий бактериолог Фридрих Август Лёффлер в 1898 году обнаружил еще один “фильтрующийся вирус” – возбудитель ящура крупного рогатого скота, а американский врач Уолтер Рид в 1901 году установил первое вирусное заболевание человека – желтую лихорадку.