Невидимый современник - Лучник Николай Викторович (читать книги полные .TXT) 📗
Следующая задача, вставшая перед учеными: научиться изменять гены. Хотя это долго не удавалось, особых оснований считать гены неизменными не было. Большинство генов известны в нескольких разновидностях. И у растений гороха, которые скрещивал Мендель, гены несколько различались: у одного растения ген обусловливал гладкую поверхность семян, у другого — он же — морщинистую. Наследственные изменения генов, или, как их называют, мутации, широко распространены в природе. Время от времени они возникают у всех живых организмов без каких-либо внешних воздействий. Но хотя появляются они и крайне редко, значение их велико. Если бы не существовало естественных мутаций, не было бы и генетики — науки о наследственности. Все представители одного вида походили бы друг на друга больше, чем близнецы. А не было бы различий, нечего и сравнивать. Если бы не было мутаций, не существовало бы и высоко развитой жизни на нашей планете, так как именно мутации дают материал для эволюции организмов.
И вот, наконец, в 1927 году ученый мир узнал, что мутации можно вызывать и искусственно. Однако теперь, когда пишут об открытии действия ионизирующих лучей на наследственность, упоминают, что на два года раньше то же открытие сделали двое ленинградских ученых — Георгий Адамович Надсон и Григорий Семенович Филиппов. В 1925 году они, как известно, опубликовали первые работы о возникновении наследственных изменений у дрожжей под влиянием излучений радия.
Перед тем как начать писать эту главу, я решил просмотреть статьи Надсона. Вот самая старая из его радиобиологических работ, «О действии радия на дрожжевые грибы в связи с общей проблемой влияния радия на живое вещество». Она напечатана в самом первом номере журнала «Вестник рентгенологии и радиологии», основанного Неменовым. На журнале дата: 1920. Статья занимает почти сто страниц большого формата. Много места уделено подробнейшему обзору литературы, которая теперь безнадежно устарела. Говорится и об опытах по радиобиологии дрожжей, начатых Надсоном и его сотрудниками. Должен сознаться, раньше я эту статью не читал. Зачем? Ведь существуют более лаконичные последующие публикации того же автора, основанные на большем материале. Впрочем, статью, видно, почти никто внимательно не читал. Сейчас мне это совершенно ясно.
На странице 122 черным по белому написано: «Полученный от радия импульс может передаваться клеткой наследственно (это выделено и в журнале. — Н. Л.). Иногда клетка, непосредственно радиированная, не обнаруживает никаких заметных изменений, которые выявляются лишь у ее потомков». Это опубликовано в 1920 году, в самом первом номере журнала. Но чтобы напечатать статью, ее нужно сначала написать, а чтобы написать статью, провести опыты. Совершенно ясно, что опыты были поставлены не позже чем в 1918–1919 годах.
Выходит, Надсон опередил американских ученых не на два года, как обычно считают, а почти на целое десятилетие! Почему же честь открытия обычно приписывают Меллеру, почему именно он, а не кто-нибудь другой стал лауреатом Нобелевской премии за открытие действия ионизирующих излучений на наследственность?
В том, что открытие было сделано раньше 1920 года, а первая специальная статья по этому поводу вышла в свет в 1925 году, нет ничего удивительного. Низшие грибы, в частности дрожжи, относятся к числу трудных объектов для генетического исследования, даже сейчас с ними еще не все ясно. А в начале 20-х годов ясности было гораздо меньше. Правда, Надсон был одним из крупнейших в мире специалистов по дрожжам, именно это и позволило ему провести такие опыты.
Самым главным в этих опытах было доказать, что наблюдаемые изменения наследственны. Дрожжевые клетки обычно размножаются бесполым способом — простым делением. При этом даже ненаследственное изменение может наблюдаться в обеих дочерних клетках. Правда, по мере деления клеток ненаследственное изменение будет «разбавляться» и постепенно сойдет на нет. Поэтому в опытах с дрожжами требовалось наблюдать изменения в течение многих поколений, для чего нужно больше времени. И в опытах Надсона некоторые изменения прослеживались в течение более чем сотни поколений.
Но, несмотря на это, полной уверенности, что здесь действительно произошли настоящие изменения генетического аппарата, быть не могло. Нужны дополнительные сложные исследования. Надсон осторожен и не спешит с публикацией. Даже когда он стал печатать статьи об облучении дрожжей, то предпочитал называть наблюдаемые изменения не мутациями, как принято называть наследственные изменения, а «радиорасами».
Большая часть экспериментов велась молодым сотрудником Надсона — Григорием Филипповым. Работы, как правило, публиковались совместно. После выхода в свет первой работы стало ясно, что Надсон и Филиппов открыли широкое наступление. Они ставили опыты с разными группами дрожжей и с плесневыми грибками, работали с радием и рентгеновыми лучами, исследовали не только внешние, но и биохимические признаки, имея в виду возможное практическое использование «радиорас»…
Увы, этим опытам не суждено было завершиться. Филиппов умер от туберкулеза в 1933 году, в возрасте 35 лет. Ненадолго пережил его учитель. Он погиб во второй половине 30-х годов.
Меллер для своих опытов избрал плодовую мушку — дрозофилу, бывшую в те годы самым удобным, самым изученным генетическим объектом. К тому же к середине 20-х годов уже существовало большое число специальных культур для быстрого, простого и вполне однозначного обнаружения разных типов наследственных изменений. Большой популярностью пользуется, например, культура «Си-Эль-Би», которую применяют, когда надо выявить так называемые рецессивные леталии (то есть мутации, вызывающие гибель организмов, но при возникновении находящиеся в скрытом состоянии). С помощью этой культуры можно обнаруживать изменение не какого-нибудь одного, а всех генов, находящихся в так называемой половой хромосоме, что составляет около 20 процентов генов дрозофилы.
И методика работы с культурой «Си-Эль-Би» предельно проста. Исследуемых самцов скрещивают с самками из этой культуры и смотрят, есть ли во втором поколении самцы. Если у «дедушки» в соответствующей хромосоме была мутация, то при таком скрещивании наблюдаются только «внучки» и ни одного «внука». Не правда ли, просто? Мало того, такие эксперименты в отличие, например, от опытов с дрожжами совершенно ясно говорят о том, что в хромосоме произошло наследственное изменение.
Герман Меллер применил именно культуру «Си-Эль-Би» (кстати, он же и был ее автором). Не приходится удивляться, что хотя он начал опыты значительно позже Надсона и Филиппова, но довел их до победного конца раньше. Ведь даже сам Надсон не был вполне уверен, что у него получались истинные наследственные изменения. А данные Меллера не оставляли в этом никакого сомнения.
Мутации бывают разные. Все они изменяют наследственность, но в их основе лежат разные изменения хромосом. Во-первых, может измениться число хромосом. В нормальных клетках по две хромосомы каждого сорта. Но хромосомный набор может удвоиться, и в клетке окажется по четыре хромосомы каждого сорта. Такие случаи бывают. Организмы, содержащие увеличенное число хромосомных наборов, называют полиплоидами. Они вполне жизнеспособны, более того — полиплоиды обычно развиты лучше нормальных форм, обладают повышенной продуктивностью. Ясно, что они могут иметь важное хозяйственное значение. И многие селекционеры занимаются искусственным получением полиплоидов у сельскохозяйственных растений.
Бывают и другие случаи, когда большинство хромосом содержатся в клетках в нормальном двойном числе, а одна какая-нибудь в ненормальном, скажем, в единичном или тройном. Такие организмы называют анеуплоидами, и они в отличие от полиплоидов, как правило, характеризуются теми или иными дефектами. Полиплоиды и анеуплоиды объединяют под общим названием «геномные мутации».
