Журнал Здоровье №9 (69) 1960

Некоторые ученые убеждены, что фаги — это мертвое вещество типа ферментов. Они разлагают клетку бактерий подобно тому, как ферменты [расщепляют белки на их составные части — аминокислоты.

Большинство советских и зарубежных ученых причисляют этот необыкновенный растворитель к живому миру, к миру вирусов. И в самом деле, между фагами и вирусами много общего: эти ультрамикроскопические создания сходны по размерам частиц, по химической структуре. Они размножаются только внутри живых клеток, не растут на искусственных питательных средах. Так же как вирусы заражают человека и иногда приводят к тяжелым результатам, фаги, эти хищники невидимого мира, нападают на бактерии, уничтожают их. Многие ученые называют фаг бактериальным вирусом.

Совсем недавно, только в 1941 (году, ученым впервые удалось увидеть разрушителя бактерий. Сквозь волшебную линзу электронного микроскопа место сражения фагов с микробами выглядит весьма драматически. На бесконечно малом поле битвы, точно останки допотопных чудовищ, темнеют разрушенные скелеты того, что было бактериями. А рядом, как рой странных серебряных головастиков, блестят какие-то крошечные частицы. Это — фаги, мельчайшие существа, разрушившие клетку и размножившиеся на ее (обломках.

Они слегка блестят потому, что на них особым способом исследователи наносят слой серебряной или золотой пыли.

Сотни вопросов возникли сразу же после того, как впервые удалось (разглядеть таинственного убийцу микробов.

Из какого строительного материала сделаны эти крохотные головастики? Все ли они одинаковые? Сколько их рождается одновременно?

У исследователей был неиссякаемый запас терпения. Новые методы электронной микроскопии, тысячи снимков фагов, многие сотни сложнейших лабораторных опытов показали, что величина фагов исчисляется миллимикронами, то есть миллионными долями миллиметра. Тело фага состоит из особых ядерных (дезоксирибонуклеиновых) кислот, закутанных в плотную белковую оболочку. Головка фага имеет иное строение, чем хвост, даже разные части хвоста непохожи друг на друга.

Советский ученый А. Крисс обнаружил, что фаг представляет нить, закрученную в месте головки в спираль. Ученый установил, что под влиянием высоких давлений, в несколько тысяч атмосфер, эта спираль раскручивается. Утратив присущую ему форму, фаг терял и способность растворять (бактерии.

Но вернемся к безмолвной гибели бактерий, пораженных бактериофагами. Что знает о ней наука? Фаг уничтожает только живых бактерий, на мертвых он не нападает. Процесс размножения бактериофага происходят одновременно с растворением бактерий. Вот почему его количество возрастает по мере гибели клеток.

Мощь этих частиц удивительна. Иногда под могучим натискам сонма фагов микробная клетка погибает сразу, подобно тому, как гибнет она от воздействия антибиотиков.

Но обычно фаг расправляется со своей добычей по-иному, постепенно проникая внутрь клетки. Периферическая часть хвоста фага расщепляется на тонкие волокна, и он как бы привязывается к бактерии. Но как пробраться внутрь? И природа снабдила фага волшебным жезлом, который открывает перед ним двери клетки. Из крохотных волоконец хвоста фата выделяется особый фермент, растворяющий оболочку микроба; в месте прикрепления фага возникает точечное отверстие. Как ни малы его размеры, они все же вполне достаточны, чтобы пропустить туда содержимое фаговой частицы. Белок фага сокращается подобно упругому мышечному волокну, и ядерная кислота фага, как из шприца, впрыскивается в сердцевину микроба. Сам шприц (оболочка фага) остается на поверхности клетки.

Любопытно, что стенка бактерии, пропустив внутрь одну частицу фага, становится непроницаемой для других частиц этого же фага — тело микроба как бы одевается крепким панцирем.

Что происходит дальше в теле бактерии, побежденной фагом, пока неизвестно. Словно сказочная шапка-невидимка скрывает фага от глаз человека, вооруженных сверхмощными электронными микроскопами. Фаг как бы растворяется в клетке.

Через 20–90 минут оболочка клетки распахивается — фаг разрывает ее в клочья. Сотни молодых фаговых частиц выходят на простор, набрасываясь на новые клетки. В питательной среде бактерии размножаются и тут же растворяются. С каждым часом растет количество фага, пока, наконец, среда не становится совершенно прозрачной. Однако эта прозрачность обманчива — раствор насыщен невидимыми частицами фага.

Но далеко не всегда поединок фага и микроба оканчивается так, как мы рассказали. Исследования последних лет показали, что гибель клетки под натиском фаговых частиц — только частный случай глухой борьбы фага с микробом. Испытания, постигающие бактерию в битве с фагом, закаляют ее, и она плодит потомство, устойчивое к своему фагу. Но и фаг с присущей ему поразительной способностью приспособления находит новые пути сосуществования со своим противником. В самом деле, если бы всякая встреча с фагом заканчивалась для бактерий смертельно, то великая битва в невидимом мире принесла бы гибель не только микробам. Исчезли бы и победители — фаги, не найдя для себя больше пищи.

И вот враги находят пути перемирия. Умиротворенные фаги, проникая в бактерию, не убивают ее, а живут там, попадая в дочерние клетки при ее делении. Здесь, под оболочкой клетки, фаг как бы замурован заживо. Соединяясь с телом хозяина, он живет там в многочисленных поколениях, не причиняя вреда своему хозяину.

Выгадывают от этой совместной жизни и фаг и микроб. Фаг сохраняется в клетке как вид. Клетке, где укрывается фаг, не грозит опасность погибнуть от нападения других, родственных, фагов.

Это явление, названное иммунитетом клетки, по-видимому, имеет колоссальное общебиологическое значение. Возможно, именно таков характер невосприимчивости, развиваемой тканями животных и человека к вирусам инфекционных болезней.

Находясь в сердцевине бактерии, фаг, сохраняя свою индивидуальность, в то же время приобретает и качества бактерии. Перебравшись на другую бактерию, фаг может привить ей некоторые свойства своего прежнего хозяина. Так, некоторые фаги, пожившие внутри стрептомициноустойчивых бактерий, могут, заражая чувствительные к этому антибиотику бактерии, сообщать им устойчивость.

Изучение явления сосуществования фага и микроба поднимает из глубин неизвестности и некоторые другие сокровенные тайны мира микробов.

В далекой Индии, в Пенджабе, в 1927 году из селения в селение поползла холера. Здесь и там на пути болезни погибал человек.