Как растения защищаются от болезней - Лев Владимирович Метлицкий
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
В 1930 г. в беседе с К. Г. Паустовским Н. И. Вавилов четко сформулировал цель своей жизни: «Мобилизовать растительный капитал всего земного шара и сосредоточить в СССР весь сортовой запас семян, созданный в течение тысячелетий природой и человеком».
Крупнейший ботаник-теоретик и растениевод, выдающийся генетик, селекционер, известный географ и путешественник, организатор науки, президент Всесоюзной академии сельскохозяйственных наук, президент Всесоюзного географического общества, директор Института генетики, бессменный директор любимого и созданного им Всесоюзного института растениеводства, которому обязана своим становлением советская и мировая фитоиммунология, Н. И. Вавилов был и остается примером беззаветного служения науке.
МЕДИЦИНСКАЯ ИММУНОЛОГИЯ
И ИММУНОЛОГИЯ РАСТЕНИИ
После некоторых размышлений я пришел к выводу, что в данный момент к числу самых волнующих дисциплин относится иммунология, точнее именно иммунология сильнее всего привлекает мое внимание тем новым светом, который она проливает на многие актуальные вопросы.
Д. Уилсон[8]
«Беседы о новой иммунологии» — под таким названием вышла в 1976 г. книга одного из лидеров современной иммунологии и ее блестящего популяризатора академика Рэма Викторовича Петрова. Вышла и вскоре стала бестселлером. И это неудивительно. Ведь для того чтобы назвать уже существующую науку новой, в ней должны быть совершены принципиально важные открытия и раскрыты новые перспективы для ее дальнейшего развития. Об этом и идет речь в этой замечательной книге, из которой становится ясным, что иммунология превратилась в одну из наиболее интересных и увлекательных дисциплин всей биологии, да и не только биологии.
Старая иммунология родилась в 1881 г., когда знаменитый французский микробиолог Луи Пастер, вернувшись из отпуска, обнаружил, что забыл вылить культуры возбудителей куриной холеры. Высохшие и перегретые культуры перестали вызывать болезнь у кур, по самым поразительным оказалось то, что птиц, которым вводили эти культуры, уже не удавалось заразить свежей культурой холерных бактерий. Так был создан принцип защиты от болезней, основанный на введении в организм ослабленной культуры ее возбудителей.
Однако Пастер был далек от понимания деталей болезни и создания теории иммунитета. Более того, он думал, что микроорганизмы, находящиеся в составе вакцины, потребляют в макроорганизме некие вещества, в результате чего последний оказывается питательно неполноценным и поэтому не пригодным для последующего заражения. Создание теории иммунитета стало уделом других исследователей.
В конце прошлого века Илья Ильич Мечников, работая в Пастеровском институте в Париже, открыл фагоциты — особые клетки, пожирающие чужеродные включения, и тем самым создал клеточную теорию иммунитета. Чтобы обнаружить фагоциты, достаточно ввести животному кусочки угля. Фагоциты, наглотавшись сажи, становятся темными и хорошо заметными под микроскопом.
Одновременно с Мечниковым Пауль Эрлих разработал гумморальную теорию иммунитета, открыв существование антител, связывающих высокомолекулярные антигены. В течение ряда лег не затихала острая дискуссия между Мечниковым и Эрлихом, в которой каждый отстаивал свою теорию иммунитета. Будущее показало, что оба они оказались правы. В итоге им обоим была присуждена Нобелевская премия за создание клеточной и гумморальной теорий, являющихся венцом старой иммунологии.
Старая иммунология — это наука о невосприимчивости организма к инфекционным болезням. Так ее определил Мечников в конце прошлого века. Такая иммунология, получившая еще название инфекционной, была ориентирована только на клинику. Она родилась из суровой необходимости борьбы, с болезнетворными микробами и просуществовала около 60 лет. Однако несколько десятков лет назад наши представления об иммунологии настолько расширились, что возникла необходимость в пересмотре ранее принятых понятий. Вот тут-то и зародилась новая иммунология.
Повое осмысление иммунологии началось с 1945 г. после публикации работ английского исследователя, лауреата Нобелевской премии Питера Медевара.
Шли тяжелые годы второй мировой войны. Фашисты бомбили Лондон. Медевар работал в это время в одном из госпиталей Лондона, пытаясь пересаживать обожженным людям здоровую донорскую кожу. Чужая кожа не хотела приживаться. Медевар доказал, что причиной этого является иммунная система, которая отторгает несвойственный ей чужеродный трансплантат. В последующие годы стало ясным, насколько тонкие оттенки способна различать иммунная система организма. Последняя срабатывает на чужеродную ткань, отличающуюся от собственной даже по одному гену, т. е. по минимальному признаку.
Таким образом, если раньше иммунную систему рассматривали как защиту организма от инфекции, то после работ Медевара в корне изменились представления об иммунологии. Оказалось, что задача иммунитета значительно шире — уничтожать клетки, генетически отличающиеся от клеток собственного тела. Поскольку микробы для организма также являются чужеродными, то действие иммунитета направлено и против них тоже. Защита от микробов — только частный случай деятельности иммунной системы.
Но зачем организму млекопитающих столь жесткий иммунологический контроль, способный уничтожить клетку, отличающуюся от клеток своего тела лишь одним геном? Для этого должны быть серьезные основания.
Считается, что именно этот вопрос, который наиболее четко сформулировал Нобелевский лауреат Френк Макферлан Бернет в 1964 г., и сделал иммунологию новой. И новая иммунология дала на пего следующий ответ.
В многоклеточном организме при сожительстве генетически идентичных клеток неизбежно должны возникать клетки-мутанты. Известно, что в организме человека, содержащем 1013 клеток, в каждый данный момент должно быть не менее десяти миллионов клеток-мутантов. Поскольку иммунная система способна отличать чужеродность, заключающуюся только в одном гене, было предположено, что она и несет функцию надзора за генетическим постоянством организма, уничтожая клетки-мутанты. Это значит, что многоклеточные организмы могли возникнуть только под присмотром собственной иммунной системы.
«Иммунитет — это способ защиты организма от живых тел и веществ, несущих на себе признаки чужеродности. В понятие живых тел и веществ, несущих на себе признаки чужеродного генома, могут быть включены бактерии, вирусы, простейшие, черви, белки, ткани, измененные аутоантигены, в том числе и раковые»[9]. Таким образом, задачи новой иммунологии значительно шире старой. Последняя является лишь частью новой иммунологии, иными словами, иммунология из медицинской дисциплины превратилась в общебиологическую.
Иммунитетом обладает все живое — от амебы до человека. Однако у организмов, находящихся на различных ступенях эволюционной лестницы, он выражен по-разному. Но как бы ни различались механизмы уничтожения чужеродности у организмов, находящихся на различных эволюционных уровнях, всех их объединяет общее свойство — необходимость распознать эту чужеродность перед тем, как ее ликвидировать. Недаром центральная догма иммунитета, сформулированная Бернетом, гласит, что главной функцией иммунных систем служит распознавание своего и чужого. Именно это свойство: распознать чужеродность, чтобы ее уничтожить или отвергнуть, и роднит между собой иммунные системы всего живого. И как будет видно из последующего изложения,
