125 лет назад 6 августа родился Александр Флеминг, первооткрыватель пенициллина.
10 лет назад была создана овечка Долли.
6 августа 125 лет назад в Шотландии родился Александр Флеминг, британский биолог и фармаколог. Наиболее известны два его открытия. Во-первых, это лизоцим – антибактериальный белок, вырабатываемый организмом человека и животных, и содержащийся в слюне, слезной жидкости, слизи носоглотки и т. д. Однажды случилось так, что Флеминг чихнул в чашку Петри, в которой находились бактерии. Через несколько дней он обнаружил, что в местах, куда упали капли слюны, бактерии были уничтожены. Он исследовал это явление, в результате чего в 1922 году вышла первая статья о лизоцимах. Для лечения болезней лизоцим оказался непригодным, так как проявлял слишком слабые антибактериальные свойства.
Второе открытие было сделано Александром Флемингом в 1928 году - беспорядок в лаборатории ещё раз сослужил ему службу. Флеминг заметил, что плесневый гриб Penicilliumnotatum, случайно попавший в чашки Петри, убил культуру бактерии Staphyllococcusaureus. Колонии этой бактерии вокруг плесневых грибов стали прозрачными из-за разрушения клеток. Вырастив плесень в жидкой среде и отделив клетки, он обнаружил, что бесклеточная жидкость может подавлять развитие многих видов бактерий. Флеминг назвал активный компонент жидкости пенициллином, но он недооценил свое открытие и вскоре прекратил работу с новым веществом. Он сомневался, что пенициллин можно получить в больших количествах, чтобы использовать его как лекарственное средство.
Попытки выделить пенициллин, предпринимавшиеся в 30-е годы рядом английских химиков, оказались безуспешными из-за нестабильности этого антибиотика. Наконец, в результате исследований, начатых в 1939 году, Говарду В. Флори, Эрнсту Б. Чейну и их сотрудникам из Оксфордского университета удалость получить стабильную форму пенициллина и продемонстрировать его замечательную антибактериальную активность сначала на подопытных животных, а потом и на человеке. В 1941 году Флори и его сотрудник Норман Хитли эмигрировали в США, где при поддержке фармацевтических компаний производство пенициллина из родственного вида Penicilliumchrysogenum стало реальностью. В 1945 году Флеминг, Флори и Чейн были удостоены Нобелевской премии в области физиологии и медицины. Так началась эра антибиотиков.
К сегодняшнему дню известно несколько тысяч различных антибиотиков. Большинство из них не используется в медицинской практике из-за их токсичности для человека, либо из-за неактивности в живых организмах. Но сотни антибиотиков находят свое применение в медицине и сельском хозяйстве. Создаются штаммы микроорганизмов, способных производить большое количество необходимого человеку вещества. Так, например, существует штамм Penicilliumchrysogenum, способный синтезировать в 10 000 раз больше пенициллина на единицу объема среды, чем первоначальная культура Флеминга.
Таким же образом синтезируются не только антибиотики, но и множество других веществ, включая различные лекарства и пищевые добавки. Технологии, созданные на основе генной инженерии, могут с успехом заменить многие энергоемкие и опасные для окружающей среды химические процессы. Например, сегодня биотехнология вытесняет химические методы синтеза аминокислот. Не случайно когда-то была создана “Ода химика-органика”:
О, Боже, я, смирив гордыню,
Молю, чтоб в синтезах отныне
Я совершенства мог добиться
И в том с бактерией сравниться.
Как правило, сегодня используются два основных подхода к получению различных штаммов промышленных микроорганизмов. Первый подход состоит в том, чтобы подвергнуть культуру бактерий факторам, вызывающим мутации в ДНК. Это может быть радиоактивное излучение, химические мутагены и др. В результате получается набор бактерий, несущих в своей ДНК какие-то случайные изменения. Из этих бактерий можно отобрать тех, которые могут быть полезны для человека и культивировать именно их (как правило, подобные изменения вредят самой бактерии и такие штаммы в природе не выживают). Второй, более современный генноинженерный подход, состоит в том, чтобы целенаправленно менять какие-то конкретные гены у бактерий или вводить в их клетки чужеродные гены с целью получения необходимого вещества в нужных количествах. Затем необходимое вещество очищается от клеток и других примесей, присутствующих в бактериальной культуре.
Что касается антибиотиков, то их применение спасло и до сих пор спасает миллионы человеческих жизней. Теперь возможно лечение болезней, ранее считавшихся смертельными. К их числу можно отнести некоторые формы туберкулеза, чуму, азиатскую холеру, брюшной тиф, бруцеллез, пневмонию, различные септические процессы. Но известна и другая сторона применения антибиотиков. Если принимать их неправильно или в неправильных дозах, то у возбудителя болезни может развиться устойчивость к данному виду антибиотика и тогда болезнь будет вылечить сложнее. Кроме того, антибиотики могут действовать на бактерии, в норме живущие в кишечнике человека, в результате чего нарушается здоровая кишечная флора и развивается дисбактериоз. Антибиотики также не спасают людей от вирусов. Например, при лечении гриппа или аденовирусных инфекций (называемых обычно ОРЗ или ОРВИ) антибиотики бесполезны. А вот ангина прекрасно вылечивается с помощью антибиотиков.
Таким образом, всегда важно знать и понимать как и для чего применяются научные открытия, они всегда имеют некоторые границы и некоторые последствия. В связи с этим хотелось бы упомянуть овечку Долли, которая была клонирована 10 лет назад и прожила 6,5 лет. Генетически одинаковые организмы (клоны) – не выдумка ученых, они существуют в природе, например, среди насекомых или ящериц, или среди людей (однояйцевые близнецы). Возможность искусственно клонировать живые организмы – это новая возможность, такая же как возможность применять или не применять антибиотики. Как и для чего будет использована новая возможность – вопрос более важный, чем вопрос “запретить или разрешить”. Вопрос остается открытым.
Яна Войцеховская
