Союз на всю жизнь

Но в какой-то момент времени микробы в научных исследованиях все больше выходили из моды. В 1979 году оспа официально была объявлена искорененной. Почти за десять лет до этого Уильям Г. Стьюард, начальник медицинской службы США и вместе с тем главный врач страны, огласил, что тему инфекционных заболеваний теперь можно закрыть. То, что считалось действительным со времен Бейеринка на протяжении почти ста лет, а именно что микробы были одновременно значимыми возбудителями заболеваний и хорошими экспериментальными организмами, теперь больше не являлось достаточным. Вместо бактерий теперь следовало изучать эукариотов – организмы с клеточными ядрами. Вместо простейших организмов теперь стало возможным исследовать многоклеточные, лучше всего человеческие клетки. Даже самые авторитетные исследователи, которые должны быть благодарны микроорганизмам за свою популярность, например исследователь ДНК Джеймс Уотсон, обратились к ним, к примеру, с целью успешно победить рак. В 90-х годах практически каждый заведующий кафедрой микробиологии и генетики в Германии подчеркивал, что все меньше занимается бактериями и все больше – культурами «высших» клеток. На рубеже тысячелетий была опубликована расшифровка человеческого генома, сделанная ученым Крейгом Вентером.

Второй геном

Однако расшифровку генома человека на этом этапе нельзя было считать абсолютным успехом, поскольку полученные знания сложно было применить в конкретных методах терапии.

Более или менее в тени бума эукариотов и многоклеточных организмов несколько микробиологов все же не отстранялись от своих бактерий и разрабатывали методы, которые открыли перед наукой совершенно новые возможности. Карл Везе совместно с коллегами в 1980 году произвел переворот в изучении микроорганизмов без клеточного ядра. Ученые обнаружили, что одной части наследственного материала клеточного механизма достаточно, чтобы объяснить родственные связи между микроорганизмами. Такая часть называется 16S-рРНК. В клетках она выполняет обязанности катализатора при производстве протеинов и подходит намного лучше, чем, например, любое микроскопическое объединение, для того чтобы различать виды, роды и так далее. К исследованиям в 1980-х годах присоединился разработанный Кэри Муллисом метод полимеразной цепной реакции, с помощью которой можно было воспроизводить даже самые крошечные частички наследственного материала и тем самым делать их доступными для анализа. Итак, впервые стало возможным заполучить те бактерии, которые не поддавались разведению в чашках Петри, вернее их наследственный материал. Их было больше всего. Микробиологи до этого открытия были ограничены в том, чтобы исследовать те микроорганизмы, которые также зарождались в чашках. Все остальные, которые выдвигали другие требования, для того чтобы делиться и расти, оставались почти полностью недоступными для изучения. К последним относилась большая часть ротовых, желудочных и кишечных бактерий, и между тем обнаруживается, что многие из-за этого попросту не поддавались культивированию по отдельности, поскольку для жизни им требовались другие бактерии.

Такие «культуронезависимые» техники, к которым вскоре добавились еще и другие, которые звучат как гибридизация in situ, T-RFLP или пиросеквенирование, открыли микробиологии и изучению эукариотов абсолютно новые пути.

Везе в рамках этих методов после многолетней кропотливой работы пришел к такому выводу.

То, что раньше считалось царством бактерий, на самом деле состоит из двух больших групп, бактерий и архей{47}.

Их 16S-рРНК отличаются друг от друга даже сильнее, чем в случае с бактериями и обладающими клеточными ядрами многоклеточными организмами. Великой иронией истории развития науки стало то, что умерший в 2012 году 84-летний Везе, скрупулезный работник, перевернувший всю биологическую систематику, не получил ни одной Нобелевской премии, Муллис же – наоборот. Его метод по размножению наследственного материала, должно быть, открылся ему под воздействием наркотических веществ. Практическое осуществление его идеи он предоставил другим ученым, а в остальном он не мог похвастаться большими научными достижениями.

Новые методы, с одной стороны, и разочарование по поводу конкретных, применимых в терапии результатов изучения генома человека, мыши и других грызунов, с другой стороны, привели к тому, что сегодня мы снова возвращаемся к изучению бактерий. Крейг Вентер, например, в 1995 году начал свою карьеру генетика с генетического секвенирования бактерии Haemophilus influenzae. Это было первым секвенированием полного генома в принципе. Именно Вентер осуществил практические поиски бактерий, их генов и действий этих генов. Решение проблем человечества он видит не в расшифровке человеческого генома, а в бесконечно многих геномах бактерий на суше, в воде и в воздухе, от борьбы с болезнями вплоть до обеспеченности питанием, энергией и даже в утилизации мусора.