Читать книгу - "В объятиях XX-го века. Воспоминания - Наталия Дмитриевна Ломовская"

1987 года публиковались работы, связанные с дальнейшим генетическим изучением фага phiC31, физическим изучением его ДНК и его взаимоотношениями со штаммами актиномицетов, образующих антибиотики и другие биологически активные вещества. Очень существенный вклад по получению делеционных мутантов фага phiC31, определению их фенотипов, картированию их на генетической карте phiC31 внесла Л. Б. Васильченко. Большая работа по изучению генетических свойств вариантов фага phiC43, несущих вставочную последовательность IS281 в районе гена интегразы фага phiC43 и отличающихся по морфологии негативных колоний в зависимости от длины вставки, была осуществлена Т. А. Чиненовой и О. А. Клочковой. Помню, как мы с Олей Клочковой (две довольно эмоциональные личности), рассматривая различную морфологию негативных колоний фага phiC43, предсказывали, какие структурные изменения они имеют в своем геноме, молекуле ДНК, и оказывались правы.

Все работы по картированию полученных генетиками делеционных мутантов на физической карте ДНК актинофагов phiC31 и phiC43, а также подготовка этих материалов к печати была осуществлена И. А. Сладковой. По-существу, ее работа в тесном контакте с сотрудниками нашей лаборатории продолжалась с 1977 по 1984 год. Трудно переоценить ее вклад в эти исследования, также как и точность полученных ею результатов. Эти работы были направлены целиком на изучение возможностей конструирования на основе этих фагов векторов различного назначения для молекулярного клонирования чужеродных генов.

Мне представляется, а может быть, это проскользнуло в нашем с ней разговоре, что она в своей работе могла бы обойтись и без нас. Как-то у нее в связи с важностью полученных ею результатов, может быть, утратилось чувство реальности, что она анализировала структуры ДНК фагов, которые перед этим подробно изучались генетически, и только после этого мы решали, следует ли анализировать структуру их ДНК. Мы-то очень хорошо понимали, что большая работа по корреляции генетических и физических карт актинофага phiC31 и определению функций большого числа фрагментов фаговой ДНК могла быть осуществлена только в результате наших совместных усилий. Я выделила Ирине Алексеевне отдельную комнату на этаже, который занимала наша лаборатория, и больше, наверное, в силу большой занятости, уже не интересовалась ее работой. Кроме того, в этот период середины 80-х К. Ф. Четером и его коллегами в отделе Д. А. Хопвуда, в связи с быстрым освоением методов генной инженерии в применении к актиномицетам, были сконструированы векторы на основе фага phiC31, и теперь уже Кит Четер стал посылать их нам. Как я уже упоминала, нам удалось, воспользовавшись одним из векторов Кита Четера, отобрать целую серию новых разнообразных векторов среди потомства двойного лизогенного штамма S.lividans 66, не прибегая к конструированию фаговых векторов с помощью генной инженерии. Это называется «Голь на выдумки хитра». Некоторые из этих векторов мы использовали, уже работая в Америке.

В 1982 году мы с Т. А. Чиненовой и Н. М. Мкртумян опубликовали статью в журнале Генетика, т. 18, № 12, 1425, «Генетическая характеристика нового признака фаговой резистентности у штамма S.coelicolor A(3)2». Мы не публиковали материалы этой статьи в зарубежных журналах, но ее содержание стало известно, так как журнал «Генетика» в течение многих лет уже издавался на английском языке. Феномен ограничения развития фага phiC31 в модельном генетически изученном штамме S.coelicolor A(3)2 мы стали изучать спустя 10 лет после того, как нами же был изолирован фаг phiC31. Вот мы сами и поучаствовали в этом странном явлении, когда какой-то факт становился известным, а изучать его начинают через довольно продолжительное время. Наверное, каждый раз по разным причинам. Как я уже упоминала, когда мы изолировали фаг phiC31 и послали его в лабораторию Д. А. Хопвуда, его там стали изучать приблизительно спустя 10 лет. Итак, сразу после изоляции фага phiC31 становится очевидным, что фаг не действует на исходный штамм S.coelicolor A(3)2, не образует зон лизиса и негативных колоний на газоне этого штамма. Правда, можно было легко выделить варианты штамма S.coelicolor А(3)2, чувствительные к фагу и работать с ними, что мы и делали весьма продолжительное время. Начиная изучать феномен фагоустойчивости штамма S.coelicolor А(3)2, мы обозначили его фенотип как Pgl+ (phage growth limitation, по-русски — ограничение развития фага). Каждый полученный факт этого исследования приводил нас в изумление. Оказалось, что фаг не только адсорбируется на штамме S.coelicolor А(3)2 Pgl+, но и образует нормальное фаговое потомство (около 40 частиц) освобождающихся после лизиса и гибели инфицированной прорастающей споры штамма А(3)2 Pgl+. Кроме того, с высокой частотой образуются и лизогенные варианты штамма S.coelicolor А(3)2 Pgl+, у которых фаговая ДНК интегрирована в хромосому штамма S.coelicolor А(3)2 Pgl+. Значит, фаг phiC31 свободно проникает в прорастающие споры штамма S.coelicolor А(3)2 Pgl+ и или их лизирует, убивает, образуя фаговое потомство, или встраивается в хромосому. Однако фаг, размноженный однажды в штамме S.coelicolor А(3)2 Pgl+, уже был не способен ни к лизису этого штамма, ни к его лизогенизации. Оставалось предположить, что фаг, прошедший один цикл размножения в штамме S.coelicolor А(3)2 Pgl+, изменяется (модифицируется) таким образом, что больше не способен размножаться в этом штамме. На основании этих данных мы предположили, что в механизме ограничения размножения фага в штамме S.coelicolor А(3) Pgl+ участвуют, по крайней мере, продукты двух генов. Один из них модифицирует фаговую ДНК, а другой препятствует размножению модифицированного фага в штамме S.coelicolor А(3)2 Pgl+.

Оба гена, обозначенные как pal и pgl, были локализованы нами в одном и том же участке хромосомы штамма S.coelicolor А(3)2 Pgl+, отличном от локализации участка интеграции профага в хромосому. Можно было предположить, что система Pgl+ могла функционировать в качестве защиты от действия актинофагов целой популяции клеток актиномицетов, а не отдельных её представителей. В этой же статье подтверждалось, что фенотип Pgl+ является генетически нестабильным, то есть у штамма S.coelicolor А(3)2 Pgl+ с высокой частотой возникали варианты S.coelicolor А(3)2 Pgl, чувствительные к фагу phiC31. Из последних, в свою очередь, можно было легко изолировать варианты S.coelicolor А(3)2 Pgl+. Частота возникновения Pgl вариантов у штамма Pgl+ и Pgl+ вариантов у штамма Pgl была значительно выше, чем частота точечных мутаций. То есть, мы прибавили К довольно значительному числу генетически нестабильных признаков у актиномицетов, включающих и такой важный признак как способность к образованию антибиотиков, еще один. Механизмы явления генетической нестабильности у актиномицетов могли быть детально изучены только в результате изоляции отдельных генов с последующим изучением их структуры и функций с помощью методов генной инженерии. Так и остался ждать своих магических десяти лет для последующего изучения открытый нами новый феномен ограничения развития фага phiC31 в штамме S.coelicolor А(3)2. Насколько мне известно, такой механизм не был описан при