Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий

Это иллюстрирует пример из практики замечательного российского ученого Марии Николаевны Преображенской, работающей ныне в московском Институте по изысканию новых антибиотиков им. Г.Ф. Гаузе. В конце 1980-х годов в ее лаборатории были синтезированы антибиотики нового поколения, проявляющие высокую цитостатическую (противоопухолевую) активность. Глядя на их строение, которое своей сложностью потрясает даже специалистов, никто и подумать не мог, что они способны проявить антивирусную активность. Проводить же биологические испытания без надежды на успех, как говорится “до кучи”, никто не любит, потому что это отнимает много времени, сил и денег. Так что эти препараты протестировали в значительной мере случайно и неожиданно обнаружили, что один из них, бывший по всем прочим параметрам ничем не лучше и не хуже других, подавляет распространение вируса гриппа. Впоследствии оказалось, что новый препарат останавливает вторжение вируса на самой первой стадии, препятствуя его проникновению в клетку.

Это открытие положило начало новому направлению в вирусологии, которым сейчас активно занимаются во многих лабораториях по всему миру. Впрочем, все пока ограничивается научными публикациями и международным патентом, который М.Н. Преображенская получила еще в 1995 году вместе с ведущим бельгийским вирусологом Эриком де Клерком[52]. Зарубежные фармацевтические компании по каким-то своим соображениям медлят с приобретением лицензии на патент – необходимой стадии для проведения полномасштабных клинических испытаний. А в нашей стране это вообще никого не интересует, ведь вся инфраструктура фармацевтических исследований и производства была до основания разрушена в 90-е годы.

Но не будем о грустном, о разрухе и болезнях. Вирусы предоставляют нам множество позитивной информации, ведь они только в одной из своих ипостасей – яд, зато в других оказываются чрезвычайно полезными. Об их положительной роли в природе я уже писал выше, теперь рассмотрим, как их используют для своих нужд ученые.

В первую очередь вирусы для ученых – это одновременно модель и инструмент научных исследований. Расскажу лишь одну историю. Из главы, посвященной ДНК, мы помним, что первое убедительное доказательство того, что именно ДНК служит хранилищем генетической информации, было получено в 1944 году в экспериментах по трансформации бактерий. Пришло время сказать правду: это доказательство убедило далеко не всех, вплоть до 1952 года многие специалисты продолжали считать, что наследственная информация передается белками. Переубедил их эксперимент с вирусами, ставший классикой биологии. Его выполнили американский генетик Альфред Херши (1908–1997), будущий лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1969 г.) и его молодая ассистентка Марта Чейз (1927–2003)[53].

Эксперимент чрезвычайно изящен. Исследователи получили бактериофаги, белковые оболочки которых были помечены радиоактивным изотопом серы, а содержащаяся в них ДНК – радиоактивным изотопом фосфора. С помощью этих меток удалось доказать, что при атаке бактериофага внутрь бактерии попадает только ДНК, а белковый контейнер остается снаружи. Именно ДНК запускает внутри бактерий синтез всех компонентов будущих частиц вируса, включая синтез белков.

Помимо этого, ученые приспособили вирусы для решения практических задач, прежде всего в генной инженерии. Опять же из главы, посвященной ДНК, мы помним, что генная инженерия родилась в 1972 году, когда Пол Берг собрал первую рекомбинантную ДНК, содержащую фрагменты ДНК вируса SV40 и бактерии E.coli. Вирусы в этом случае использовались исключительно как удобная модель. Несколькими годами позже Бойер синтезировал рекомбинантную ДНК с геном человека, ответственным за синтез инсулина, и внедрил его в бактерию. Это была уже технология. Но для внедрения гена в бактерию вирус не требуется, это можно сделать гораздо проще. Другое дело – клетки высших организмов, тут не обойтись без вирусов с их всепроникающей способностью и умением внедрять свой геном в ДНК клетки-хозяина, отточенными до совершенства за миллиарды лет эволюции.