Золото, пуля, спасительный яд. 250 лет нанотехнологий

Эрлих Генрих Владимирович

Впрочем, Бейеринк признавал, что вирусная жидкость – живая, то есть способна к размножению. Он установил, что этот процесс протекает только в растущих органах табака, то есть там, где происходит деление клеток растения. Кроме того, он показал, что вирус может быть дезактивирован путем кипячения, а при высушивании при комнатной температуре его активность сохраняется.

Отталкиваясь от обнаруженных Бейеринком фактов, Ивановский заново проанализировал результаты своих старых исследований и проделал множество экспериментов для установления природы вируса. Они свидетельствовали в пользу того, что вирус – не жидкость, не токсин, не какое-то химическое вещество, а частицы в сто раз меньшего размера, чем бактерии. От бактерий

их отличало то, что они не размножались в культуральной жидкости, то есть вне живого организма. Впрочем, ученые к таким “отрицательным” доказательствам относятся очень настороженно. То, что не удалось сделать одному исследователю и даже сотне исследователей, может оказаться под силу сто первому. Собственно, пример самого Ивановского с его опытом по фильтрации вирусов подтверждает эту простую максиму.

Полагая, что вирус табачной мозаики является мельчайшим микробом, Ивановский прилагал все усилия, чтобы разглядеть его. Для этого он изучал под микроскопом тончайшие срезы листьев больных растений, а для увеличения контрастности использовал специальные вещества, применявшиеся для окраски бактерий. В результате ему удалось разглядеть в пораженных клетках растения какие-то бесцветные кристаллы и скопления окрашенных палочек и точечек. Первые иногда называют “кристаллами Ивановского”, но сам ученый не придал им значения, он полагал, что искомый вирус – это окрашенные палочки и точечки.

Тут интуиция подвела его: именно кристаллы и представляли собой скопления самого вируса. В оправдание Ивановскому скажем, что правильный вывод был далеко не таким очевидным, каким он представляется нам с высоты наших теперешних знаний. До него науке предстояло пройти долгий путь. Кристаллическую природу вируса табачной мозаики американский биохимик Уэнделл Стэнли установил лишь в 1935 году, и только тогда же, кстати, была окончательно похоронена “жидкостная” теория Бейеринка. А сам Стэнли в 1946 году получил Нобелевскую премию по химию.

Ивановский же пока не наработал даже на докторскую диссертацию. Виноват в этом он был отчасти сам, если, конечно, считать виной избыточную скрупулезность в работе и многократный повтор одних и тех же экспериментов – для большей уверенности. Он не выполнил поставленного условия, и в 1901 году университетское начальство отстранило его от должности заведующего кафедрой, пригласив на это место из Варшавы известного ботаника и биохимика Владимира Ивановича Палладина, избранного вскоре членом-корреспондентом, а затем и академиком Петербургской академии наук. Интересно, что студенты, любившие Ивановского как лектора и прогрессивного, свободомыслящего человека, при сем известии взбунтовались и объявили бойкот Палладину. Но это уже ничего не могло изменить.

Ивановский переехал в Варшаву, совершив своеобразную рокировку с Палладиным. В 1903 году он защитил-таки докторскую диссертацию по мозаичной болезни табака и получил должность профессора Варшавского университета. За эти несколько лет вирусология сделала еще один впечатляющий рывок. Немецкий бактериолог Фридрих Август Лёффлер в 1898 году обнаружил еще один “фильтрующийся вирус” – возбудитель ящура крупного рогатого скота, а американский врач Уолтер Рид в 1901 году установил первое вирусное заболевание человека – желтую лихорадку.

Постепенно становилось ясно, что вирусы – явление для мира живой природы вполне обычное. Но сам Ивановский, выпустивший джинна из бутылки, уже не принимал участия в этих исследованиях. В Варшаве он занимался изучением фотосинтеза. К этому его побудило наблюдение, сделанное при изучении табачной мозаики: в пораженных, желтых частях листьев табака содержалось не только мало хлорофилла [45] , но и мало крахмала. Хлорофилл – зеленый пигмент растений – изучали самые разные ученые на протяжении десятилетий, но Ивановскому и здесь

удалось сделать важные открытия. Было известно, что после экстракции спиртом из листьев растений устойчивость хлорофилла к действию света существенно падает. Ивановский “всего-навсего” добавил к спиртовому экстракту воду, в результате чего молекулы хлорофилла слиплись в коллоидные частицы размером в десятки нанометров. Но при этом стабильность хлорофилла возросла в 15–30 раз, приблизившись к его стабильности в листьях растений. Из этого, в частности, следовал вывод, что в процессе фотосинтеза участвуют не изолированные молекулы хлорофилла, а собранные из них “пачки”.

45

Напомню, что молекула хлорофилла похожа на теннисную ракетку и представляет собой плоский диск диаметром около 1 нм с “ручкой” длиной около 2 нм. Впрочем, Ивановскому это не было известно. Химическое строение хлорофилла было установлено Гансом Фишером в 1940 г.

Выявил Ивановский и роль желтого пигмента, выделенного из листьев растений. Оказалось, что он не принимает прямого участия в процессе фотосинтеза, но служит защитой хлорофиллу от разрушающего воздействия ультрафиолетового света. Для этих экспериментов Ивановскому нужны были образцы чистых пигментов, и тут не обошлось без “помощи друга”.

Другом был еще один гений российской науки – Михаил Семенович Цвет. Он родился в Италии в 1872 году (его мать была итальянкой), учился в Швейцарии и получил степень бакалавра в Университете Женевы. Швейцарцы числят его, естественно, своим, да и сам Цвет считал себя больше швейцарцем, чем русским. Тем не менее в 1897 году он переехал в Санкт-Петербург, где преподавал физиологию растений на Курсах воспитательниц и руководительниц физического образования, возглавляемых Петром Францевичем Лесгафтом, и изучал химию хлоропластов в Биологической лаборатории Академии наук. Тогда-то Ивановский и познакомился с ним. Дружба окрепла, когда волею судьбы они оказались вместе в Варшаве.

Именно там в 1906 году Цвет изобрел метод разделения веществ, названный им хроматографией. Он пропустил раствор, содержащий смесь различных хлорофиллов, через стеклянную колонку, заполненную мелкоизмельченным мелом, в результате пигменты “расползлись” по колонке, сформировав четко отделенные друг от друга слои. Нечто подобное вы могли наблюдать и сами при попытке отмыть пятно, посаженное на скатерть или на одежду. Серо-буро-малиновое пятно, как назло, не исчезает, а только пуще расплывается, являя яркие цвета – всю гамму красителей, которыми напичканы современные продукты питания.

Хроматография – наиболее универсальный метод разделения веществ, без него сейчас невозможно представить химический и биохимический анализ, а ботаник Михаил Цвет, как я уже отмечал ранее, включен в юбилейный список ста самых выдающихся химиков всех времен. Начиналось все с опытов по разделению различных хлорофиллов, которые Цвет, вполне возможно, делал по просьбе Ивановского. Допускаю также, что название метода было изящной шуткой Цвета, ведь “хрома” по-гречески означает “цвет”. Но на лекциях студентам мы, конечно, говорим, что “хрома” в названии метода происходит из цветной окраски слоев, полученных Цветом в ходе его первых экспериментов.

Плодотворное сотрудничество прервалось в 1915 году. Учебные заведения Варшавы эвакуировали из-за начавшейся войны. Ивановский при этом лишился всего оборудования для научных исследований, которое было в значительной степени приобретено на его собственные средства или сделано его руками, обширной личной библиотеки и многих из его лабораторных журналов. Все надо было начинать с чистого листа в Ростове-на-Дону, где был основан новый университет. Затем последовали революции и Гражданская война. Все усугубилось смертью единственного сына Ивановского.