Неотрицаемое. Наш мир и теория эволюции - Страница 65

В общем, все известные антибиотики – это токсины или химические ингибиторы, производимые другими типами организмов. Пенициллин, например, берет свое начало от гриба, который лишь незначительно отличается от бактерии. Каким-то образом Penicilliumnotatum случайно приобрел комбинации химических веществ, которые способны разрушать клеточные стенки очень многих бактерий, что позволяет грибу продвигать свои гифы (это такие грибные усики), не подвергаясь атаке, ну или, по меньшей мере, успешно отражая ее. Гриб отличается от бактерии и потому может нести в себе антибиотик – в данном случае разрушающие клеточные стенки химикаты. Но если вы – одноклеточная бактерия, вырабатывающая в пределах ваших клеточных мембран и стенок химическое вещество, которое способно бесконтрольно разрушать мембраны и стенки других тесно связанных с вами бактерий, то все несколько сложнее.

Миллиард миллиардов раз бактерии размножались и размножались, пока внезапно не столкнулись с химическими веществами-бактериоцинами, которые нападают на другие бактерии с помощью белков, специально сформированных и нацеленных на разрушение клеточной стенки только одного или нескольких других видов бактерий. Эти белки не нападают на клеточные стенки бактерии, которая их создала… иначе это бы не работало. Белок в данном случае является рабочей лошадкой, создаваемой живыми существами; химические свойства белков отчасти зависят от формы самой молекулы. Дело не только в том, что в молекулах белка может находиться атом азота, который может связываться с атомом кислорода. Дело еще и в том, что белок имеет или несет в себе эти атомы таким образом, что они вступают в реакцию только с теми молекулами, которые сами способны взаимодействовать с ними; эти белки подходят к ним словно ключ к замку.

Говоря о том, что бактерии не могли делать того, а делали что-то другое, следует понимать, что в данном случае выбора как такового у бактерий нет. Бактерия производит белок – всевозможные виды белка. Это те молекулы, которые придают форму и создают структуру таких составляющих вашего организма, как кости, кожа и волосы. Если бактерия случайно выработает белок, который сможет расщепить стенки ее же собственной клетки, тогда этот организм погибнет. Белок, вырабатываемый миллиардами поколений на протяжении миллионов лет, в результате начинает работать как бактериоцин; он разрушает или убивает другие бактерии, правда только бактерии определенного типа.

Узнав об этой замечательной особенности многих бактерий, ученые занялись созданием бактериоциновых препаратов, подобных антибиотикам, которые борются только с одним конкретным типом бактерии. Предположим, что вы заболели и возбудителем вашей болезни стала какая-то несчастная стафилококковая инфекция, при этом конкретный штамм стафилококка был известен уже достаточно долгое время. Его бактериальные предки сталкивались с человеческим антибиотиком на протяжении десятилетий, и в результате этот потомок штамма, с которым борется ваш организм, стал устойчив или практически не восприимчив к действию разрушительного для стенок клетки пенициллина, эритромицина или что там у вас еще есть в аптечке.

Ваше состояние будет ухудшаться. Бактерии будут производить так много токсинов, что вы просто будете не в состоянии их побороть. И тогда ученые возьмут образцы этого штамма стафилококка, например, у вас изо рта. Затем они размножат конкретный тип бактерии, которая в свое время смогла выработать конкретный тип бактериоцина, которому в свое время довелось убить штамм бактерии, в этот раз поразившей вас. Такие организации, как Центры по контролю и профилактике заболеваний США, в свою очередь занимаются размножением групп тесно связанных между собой бактерий, вырабатывающих бактериоцины, либо сами синтезируют бактериоцины, делая их самостоятельным препаратом, который можно принимать так же просто, как стакан апельсинового сока по утрам. Бактериоцины начнут вырабатываться внутри вас либо с помощью специального штамма антистафилококковой бактерии, либо посредством самого бактериоцина, и вы быстро пойдете на поправку.

Такой вид эволюционной атаки звучит весьма увлекательно, но этот вариант работает лишь тогда, когда мы можем определить конкретный тип бактерии и выделить бактериоцин, способный разрушить ее клеточные стенки. Исследователи в южной части России занимались этим в течение многих лет. Наряду с противодействием инфекционным заболеваниям с помощью бактериоцинов, их исследования касались лечения кожных инфекций. Определяя тип бактерии, заразившей пациента, ученые находили подходящую бактерию, способную вырабатывать достаточное количество бактериоцинового белка для уничтожения заразного штамма.

Будущее, которое делает эту технологию доступной для всех нас, будет поистине светлым и безоблачным. Такое достижение могло бы стать жизнеутверждающим результатом нашего понимания эволюции, а также следствием многих исторических шагов, которые привели нас к этому моменту. Первые ученые, среди которых был Антон ван Левенгук, голландский микроскопист XVII века, произвели открытие микромира нашей планеты. Позже другие ученые обнаружили, что нашу иммунную систему можно тренировать или учить бороться с конкретными заболеваниями, которым подвержен наш организм. Затем ученые определили конкретные виды бактерий и конкретные вирусы. Еще позже ученые обнаружили химические вещества или молекулы, которые разрушают стенки клеток и мембраны некоторых бактерий. Потом ученые обратили внимание, что бактерии борются друг с другом. Давайте для примера спустимся в ваш кишечник: здесь три различных типа кишечной палочки Escherichiacoli в постоянном режиме борются друг с другом с помощью специальных бактериоцинов. Наверное, именно это имеют в виду исследователи, когда говорят о «карликах, стоящих на плечах гигантов». Наука – это удивительно кумулятивный процесс.