Евгений Романцев - Закономерные чудеса

Ну а если мутация вызвана влиянием проникающей радиации на структуру хромосом?

В этом случае события развертываются в другом месте молекулы ДНК. В состав ее, как известно, входят остатки углевода и фосфорной кислоты, связанных в длинную цепочку. Так вот, если после облучения рвется эта цепочка, то имеют дело с изменением структуры хромосом. Цепочка рвется в тех местах, где связи ее послабее. Одним словом, как в старой пословице: "Где тонко, там и рвется".

Если мутация — это своего рода ошибка при снятии копии с оригинала, то ее, как и любую ошибку, можно исправить. Для этих целей в организме существует система починочных механизмов и биологических ускорителей реакций, ферментов.

Предположим, после облучения произошла подобная ошибка. Сейчас же в действие вступают починочные ферменты, механизмы восстановления начинают работать на полную мощность. От их активности зависит, сохранится ошибка в генетическом материале или нет. Если ошибка исправлена, то, как говорится, все в порядке. Если нет, не исключено, что изменения в организме могут быть обнаружены у внуков или правнуков.

Повторим опыты, в которых мы хотим изучить влияние ионизирующей радиации на потомство. Однако совсем необязательно для этих целей использовать мышей. Почему бы не перейти на другой объект исследования и не подействовать гамма-лучами, например, на зерно ячменя? В конце концов, зерна тоже "родители", из которых вырастают многочисленные "дети".

Подобный эксперимент, конечно, стоит дешевле, число облученных родителей, зерен, может быть практически неограниченным, а результаты исследований статистически будут более достоверны. Планируя любое научное исследование, необходимо четко представлять, во имя чего оно проводится. Ход наших рассуждений может быть следующий.

Природный фон ионизирующей радиации всегда воздействовал на растения и вызывал мутации. В результате этих ошибок в процессе эволюции, растянувшейся на миллионы лет, возникло все разнообразие растительного царства. Почему бы нам не ускорить в лабораторных условиях эволюционный процесс и не заставить "колесо истории" завертеться в несколько раз быстрее? Для этого, вполне логично, придется увеличить дозу ионизирующей радиации. Решение такого вопроса представляет очевидный теоретический интерес.

Теперь сформулируем задание, имеющее практическое значение. Сорт, с которым мы хотим провести исследования, имеет один существенный недостаток. Стебель у этого ячменя тонкий и длинный. При сильном ветре и дожде он полегает. Уборка урожая затрудняется, потери зерна возрастают. А мы хотели бы иметь у ячменя стебель и покороче, и потолще, а главное — попрочнее. Если бы при этом удалось еще и увеличить число зерен в колосе, было бы совсем хорошо.

Итак, задачи исследования определены. Можно приступить к эксперименту. Облучим зерна ячменя в строго определенной дозе и высадим их в поле. Когда растения вырастут, созреют, соберем урожай и проведем тщательный статистический анализ.

Мы увидим, что число растений-уродцев на опытном поле резко возросло по сравнению с теми растениями, семена которых не были облучены. Но среди мутантов нам удается обнаружить и несколько "полезных уродцев". Тех, что мы ищем. У части из них прочный, укороченный стебель, а число зерен в колосе выше нормы на 20-25 процентов. Такие растения отбираются, исследуются и высеваются снова. Постепенно, шаг за шагом, специалисты "усиливают" полезные признаки. Проходит еще некоторое время, и новый сорт ячменя получен.

Решены обе поставленные задачи. Мы убедились в возможности ускорения эволюционного процесса с помощью ионизирующей радиации. Получен новый сорт ячменя, более урожайный и.более устойчивый к неблагоприятным условиям погоды.

То, о чем рассказано выше, не фантазия. Именно так в конце пятидесятых годов нашего века в Швеции был выведен новый сорт ячменя, более урожайного и более устойчивого к неблагоприятным условиям среды.

Несколько лет назад узбекский ученый-селекционер Н. Назиров показывал нам, гостям из Москвы, экспериментальное поле, на котором выращивался хлопок, устойчивый к тяжелому грибковому заболеванию — вилту. Это был сорт, полученный с помощью ионизирующей радиации, радиационный мутант. На поле чередовались полосы обычного хлопчатника, легко поражаемого болезнью, и устойчивого к вилту. Даже неспециалисту было легко заметить преимущества нового сорта. Растения были более мощными, кустистыми, их зелень ярче, и они давали большее количество коробочек хлопка.

В 1972 году Международное агентство по атомной энергии сообщило: с помощью ионизирующей радиации выведено и внедрено в практику 75 новых сортов сельскохозяйственных растений. Это официальное подтверждение успехов радиационной селекции и генетики. В связи с этим вспоминаются имена двух русских исследователей Л. Делоне и А. Сапегина, которые еще в 1930 году высказали пророческую мысль, что ионизирующая радиация может широко использоваться для получения радиационных мутантов и выведения новых, более полезных для человека сельскохозяйственных растений.

Совсем недавно в одном из американских журналов была помещена статья "Радиация — вполне терпимый сосед". Специалисты по радиационной генетике и селекции вряд ли могут согласиться с таким ее определением. В умных руках исследователя ионизирующая радиация становится нашим надежным помощником.

Полезные уродцы приносят пользу, конечно, не только в сельском хозяйстве. Известно, что ряд лекарств мы получаем из микроорганизмов. Радиационные "дети" оказываются более полезными, чем необлученные "родители".

Еще более обнадеживающие результаты ожидают исследователей в будущем. В ближайшем десятилетии будут получены радиомутанты микроорганизмов, способные более энергично нарабатывать пищевые белки. Будут выведены водоросли, годные для употребления в пищу и размножающиеся с большой скоростью. Одним словом, молодым специалистам по радиационной биохимии есть над чем поработать в ближайшем будущем.

В Советском Союзе радиационной биохимии уделяют большое внимание. В ряде научно-исследовательских институтов Академии наук, Министерства здравоохранения, Академии сельскохозяйственных наук, в институтах союзных республик ученые разрабатывают теоретические и практические вопросы этого актуального направления современного естествознания.

Широко известны, например, работы члена-корреспондента Академии наук СССР А. Кузина. В возглавляемом им радиобиологическом отделе Института биофизики Академии наук СССР успешно решается широкий круг задач радиационной биохимии. Изучается, какие биохимические реакции являются первичными, так сказать, пусковыми при лучевом поражении; с помощью каких механизмов пораженная радиацией клетка себя чинит и лечит; как с помощью небольших доз ионизирующей радиации повысить урожайность сельскохозяйственных культур и почему в этом случае радиация становится не вредной, а полезной.