Д'Эррель дожил до того дня, когда электронный микроскоп дал возможность воочию увидеть бактериофагов. Когда его спросили, доволен ли он этим, он ответил: «Возможность заглянуть бактериофагу „в лицо“ добавила лишь несколько деталей к сложившемуся у меня представлению о нём. Мне не было ни малейшей необходимости видеть его, чтобы поверить в его существование».
Судьбы открытий, так же как судьбы людей, складываются по-разному.
Вначале очень немногие всерьёз приняли открытие бактериофага. Большинство микробиологов упрямо продолжали считать его плодом фантазии Д'Эрреля, лабораторным курьёзом.
Однако это ничуть не обескуражило Д'Эрреля. Он завершил и опубликовал свои исследования о природе бактериофага. В 1921 году они вышли отдельной книгой.
Не ограничившись выпуском книги, Д'Эррель, неутомимый путешественник, насаждает учение о бактериофагах в разных странах.
Интересно, что наиболее раннее признание получили бактериофаги у нас в стране. Под руководством самого Д'Эрреля, который работал в Советском Союзе с 1934 по 1936 год, а потом под руководством его учеников и последователей в Тбилиси, Киеве и Харькове возникают научно-исследовательские и производственные институты, занятые проблемой бактериофагии. Советских микробиологов заинтересовала возможность практического применения бактериофагов для борьбы с болезнетворными бактериями. Их попытались поставить на службу медицине.
В 20-е годы медицинская литература была буквально наводнена работами по фаготерапии. Но бактериофаги, исправно атаковавшие бактерии в пробирках и на чашках, часто оказывались совершенно не боеспособными в организме больного. Вирусы были очень не стойки, чувствительны к действию разных факторов внешней среды. Быстро погибали они, например, в кислой среде желудочного сока. Болезнетворные микробы, со свойственным им коварством, удивительно быстро приспосабливались к обществу своих «внутренних врагов», приобретая какую-то непонятную устойчивость к их действию.
Однако некоторые бактериофаговые препараты вышли с честью из лабораторных испытаний и шагнули в лечебную практику. Например, противохолерный бактериофаг стал надёжным оружием в борьбе с эпидемическими вспышками этой страшной болезни.
Но только начали бактериофаги входить в доверие и приобретать авторитет в медицинских кругах, как им снова не повезло.
Дело в том, что как раз в это время благодетельным ливнем хлынул на человечество поток синтезированных химиками лечебных препаратов, а чуть позже — антибиотиков.
Спасительный стрептоцид, магический пенициллин начисто затмили бактериофагов своим непререкаемым могуществом. Славные Д'Эррелевские вирусы были почти повсеместно забыты.
Фортуна вновь улыбнулась заброшенным бактериофагам через какой-нибудь десяток лет. Вспомнили о них и неблагодарные медики: их всё чаще стали подводить хвалёные антибиотики, к которым большинство болезнетворных микробов потеряло чувствительность.
Но своим вторым рождением бактериофаги обязаны, как ни странно, не врачам и даже не биологам, а физикам.
Как же фаги удостоились внимания физиков? С чего началось их триумфальное шествие в генетику, биохимию, молекулярную биологию, радиобиологию?
В 30-е годы самой «модной» наукой в Европе стала генетика. Проблемы наследственности волновали самые различные слои общества.
В те годы в Берлине формируется кружок молодых физиков-экспериментаторов, которые считали, что новая, квантовая физика должна прийти на помощь биологии, чтобы найти правильное материалистическое объяснение явлений наследственности. Бурные собрания этого кружка, на которых велись нескончаемые споры, посещал и Макс Дельбрюк, только что окончивший физический факультет Геттингенского университета.
В 1937 году произошло первое знакомство Дельбрюка с фагами в стенах Калифорнийского технологического института. С первого взгляда он понял, какими неоценимыми преимуществами обладают эти вирусы для изучения механизма биологического самовоспроизведения. Все модели, на которых до этого изучались генетические закономерности, были слишком сложными.
Дельбрюк, со свойственным ему физико-математическим мышлением, искал «единицу» наследственности, поддающуюся измерению и учёту. Он нашёл такую «единицу» в лице фага.
Ему были известны работы венгерского химика М. Шлезингера, который впервые выяснил химический состав фагов и обнаружил, что фаги удивительно напоминают хромосомы — носителей наследственной информации любых живых клеток. Они не содержат ничего «лишнего», только нуклеиновую кислоту (ДНК) и белок. Чем не единица наследственности, к тому же живая, активно самовоспроизводящаяся и «в чистом виде»!
Возможность точного количественного учёта инфекционных частиц фага, то есть частиц, способных атаковать бактерий, была показана ещё самим Д'Эррелем. Дельбрюк установил, что каждая отдельно взятая бактериальная клетка, заражённая фагом, через полчаса высвобождает несколько сотен его потомков, а сама разрушается. Тогда перед исследователями во весь рост встал основной вопрос: каким образом родительскому фагу удаётся стократно воспроизвестись внутри заражённой бактериальной клетки за какие-нибудь полчаса?
Ответ на этот вопрос должен был приоткрыть завесу над наиболее таинственными механизмами наследственности, характерными для всех живых организмов.
Фаг стал моделью, орудием для изучения основ наследственности в руках физиков, биологов и биохимиков из группы, которую возглавил Дельбрюк, покинувший Германию и обосновавшийся в США после прихода Гитлера к власти. В течение десяти лет эта группа заложила фундамент совершенно новой области знаний, которая получила название молекулярной биологии.
Многое из того, что мы знаем о молекулярных основах наследственности, так или иначе связано с исследованиями, проведёнными на фагах.
Не кто иной, как фаги позволили получить совершенно конкретное представление о материальном носителе наследственности.
Наблюдая за процессами деления сложно устроенных, нафаршированных различными химическими веществами клеток, трудно установить, какие из этих веществ ответственны за передачу потомству родительских свойств.
Разобравшись в том, каким образом бактериофаг, состоящий только из белка и нуклеиновой кислоты, умудряется внутри клетки хозяина воспроизвести сотни себе подобных, можно скорее решить вопрос о материальном носителе наследственности. Этот вопрос и был решён с помощью фагов.
Оказалось, что белок фага даже не попадает внутрь клетки хозяина. Из белка построен защитный футляр, окружающий нуклеиновую кислоту, и хвостовой отросток. Хвостом бактериофаг цепляется за поверхность бактериальной клетки. Хвост этот можно сравнить с хоботом слона, так как он полый внутри и может активно сокращаться. Разумеется, это хобот субмикроскопических размеров.
Укрепившись на бактериальной стенке, фаг проделывает кончиком всё того же хвоста микроотверстие, через которое внутрь клетки при активном сокращении хвостового отростка — хобота — впрыскивается нуклеиновая кислота фага. Белковый футляр, сделавший своё дело, остаётся снаружи и в размножении фага не участвует, предоставляя всё дальнейшее одной только нуклеиновой кислоте фага.
Фаговая нуклеиновая кислота оказывается внутри клетки в положении десанта, заброшенного в тылы противника. Времени терять нельзя, и ДНК ведёт себя очень активно. Обладая способностью к самоудвоению, она быстро накапливается в клетке. Одновременно она захватывает все командные высоты в клетке, блокируя нуклеиновую кислоту самой клетки. Клетка оказывается обезглавленной. Из центра на
