БИОХИМИЯ, 2020, том 85, вып. 9, с. 1189 - 1212
УДК 57 (091)
ИСТОРИЯ РАННИХ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
И РОЖДЕНИЕ ОСНОВНЫХ КОНЦЕПЦИЙ ВИРУСОЛОГИИ
Обзор
© 2020
А.В. Летаров1,2
1 Институт микробиологии им. С.Н. Виноградского ФИЦ Биотехнологии РАН,
117312 Москва, Россия; электронная почта: letarov@gmail.com
2 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова,
биологический факультет, 119234 Москва, Россия
Поступила в редакцию 06.07.2020
После доработки 02.08.2020
Принята к публикации 02.08.2020
Вирусы бактерий - бактериофаги - были открыты спустя более 20 лет после открытия вирусов растений и
животных, однако именно исследования бактериофагов в течение первых 40 лет их изучения привели к со
зданию современной концепции вируса и в большой мере легли в основание зарождающихся молекулярной
генетики и молекулярной биологии. Отдельные аспекты истории ранних исследований бактериофагов хо
рошо описаны в специальных работах. В этом обзоре дается общая картина ключевых событий, приведших
к созданию основных концепций вирусологии. В частности, рассмотрены противостояние идей Ф. д’Эрел
ля и Ж. Бордэ по вопросу о природе бактериофага, история открытия явления лизогении и установления
природы, работы фаговой группы, созданной М. Дельбрюком в США, создание методологии генетическо
го анализа бактериофагов и другие исследования, приведшие к пониманию вируса (бактериофага) как
трансмиссивной генетической программы. Также рассмотрена история первых попыток практического
применения бактериофагов, таких, как фаговая терапия и фаготипирование.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: бактериофаги, история исследований, открытие бактериофагов, Фаговая группа,
открытие лизогении, история фаговой терапии.
DOI: 10.31857/S0320972520090031
Для многих молодых ученых будущее гораздо важнее
прошлого, и история науки начинается завтра.
<однако>
Не стоит недооценивать опасность парашютироE
вания молодых энтузиастов науки прямо на цветуE
щую поляну тщательно отобранных данных и полE
ностью распустившихся концепций.
Андре Львов, 1953 г.
ВВЕДЕНИЕ
рий, позволили раскрыть природу вирусной ин
фекции как явления и в значительной мере ста
Биология бактериофагов занимает особое
ли основанием для раскрытия молекулярных
место в истории биологической науки 20 столе
механизмов наследственности. Различные ас
тия. Начавшись чуть более столетия назад, ис
пекты «романтического» периода первых деся
следования в этой области привели к созданию
тилетий исследований фагов, когда был осущест
первой достаточно универсальной и безопас
влен прорыв к совершенно новой концептуаль
ной технологии этиотропной терапии бактери
ной базе биологической науки, достаточно под
альных инфекций, первой технологии высоко
робно исследованы и стали темой многочис
разрешающего типирования штаммов бакте
ленных обзоров, в том числе процитированных
в этой статье. Особое место среди них занимает
Принятые сокращения: ФТ - фаговая терапия.
вводная глава Stent [1] к сборнику подобранных
1189
1190
ЛЕТАРОВ
им ключевых публикаций по биологии бакте
СОСТОЯНИЕ МИКРОБИОЛОГИЧЕСКОЙ
риофагов, вышедшему в 1960 г., в которой он
НАУКИ НАКАНУНЕ ОТКРЫТИЯ
дает подробный обзор истории развития дан
БАКТЕРИОФАГОВ
ной области. В этих работах были предприняты
интересные попытки реконструкции процесса,
Первые сообщения об открытии талантли
формирования концепции вируса как транс
вым голландским оптиком самоучкой и иссле
миссивной генетической программы, причины
дователем микроскопистом Антони ван Левен
успехов и неудач различных фаговых техноло
гуком целого мира мельчайших живых существ,
гий, наиболее известной из которых является
позднее названных микроорганизмами, датиру
фаговая терапия. К сожалению, однако,
ются 1674 г. Это были одни из первых писем Ле
действующие исследователи и преподаватели
венгука Королевскому обществу в Лондоне [3].
биологических дисциплин зачастую не имеют
Тем не менее микробиология, как самостоя
возможности посвятить много времени изуче
тельная отрасль биологической науки, облада
нию частных аспектов истории биологии бакте
ющая своей методологией и теоретическими
риофагов. Кроме того, работа с существующим
концепциями, была создана лишь во второй по
историографическим материалом требует весь
ловине XIX века, в первую очередь благодаря
ма специальной подготовки (особенно это отно
пионерским работам Луи Пастера. Этот ученый
сится к процитированной работе Stent [1]), что
заложил основы большинства главных направ
осложняет восприятие написанного более ши
лений науки о микробах: физиологии и биохи
роким кругом читателей, не занимающихся
мии микроорганизмов, технической микробио
профессионально биологией бактериофагов.
логии, медицинской микробиологии и вакци
Принципиальное значение здесь имеет так
нологии [3, 4]. Окончательный же триумф бак
же тот факт, что методологическая парадигма
териологических методов в медицине и в ряде
современной микробиологии драматически от
иных дисциплин стал возможен в результате де
личается от методов науки 1920-1950 х гг. Если
ятельности немецкого микробиолога Роберта
в современной науке стандартом качества явля
Коха, создавшего вместе со своими сотрудни
ется получение прямых доказательств и непо
ками основы современной методологии работы
средственной визуализации изучаемых явлений
с бактериальными культурами, которые оста
и объектов, то в науке того периода обычным
ются актуальными и поныне [3, 5]. Микробио
было основывать выводы на многоступенчатых
логи школ Коха и Пастера, а также их последо
косвенных построениях, которые не были бы
ватели по всему миру в течение короткого вре
восприняты рецензентами современных журна
мени (1876-1912 гг.) выделили и описали более
лов как достаточно убедительные. Тем не менее
25 возбудителей различных бактериальных ин
именно такие подходы, требовавшие большого
фекций [3, 6]. В это же время благодаря работам
объема лабораторной работы и огромных интел
Пастера и его школы, а также ряда первых им
лектуальных усилий при планировании иссле
мунологов, стали доступны вакцины против це
дований и анализе полученных данных, в итоге
лого ряда опасных заболеваний. Появились
привели к созданию важнейших концепций био
также первые лечебные токсин нейтрализую
логии - концепции вируса как трансмиссивной
щие сыворотки, в том числе дифтерийная [7, 8]
генетической программы, а также основных
и чумная [9]. В клиническую практику вошла
постулатов молекулярной биологии.
бактериологическая диагностика. Создаются
Все это побудило автора постараться создать
специальные лаборатории для производства ле
интегрирующее описание истории первых 40
чебных сывороток и вакцин, которые требовали
лет развития биологии вирусов бактерий в отно
наработки большого количества биомассы бак
сительно компактной форме, фокусируя свое
терий, например для получения соответствую
внимание не столько на формальной историо
щих токсинов в количестве, достаточном для
графии, сколько на воссоздании хода творчес
иммунизации животных. В частности, в России
кого процесса у ключевых исследователей и на
производство вакцин и сывороток было нала
учных групп того времени. Первая попытка ре
жено при Императорском Институте экспери
шить эту задачу была предпринята автором в со
ментальной медицины (ИИЭМ), а с 1900 г. все
ответствующей главе недавно вышедшей книги
работы по особо опасным инфекциям проводи
«Современные концепции биологии бактерио
лись в лаборатории «Чумного форта» (один из
фагов» [2]. В настоящей работе автор постарал
старых морских фортов Кронштадта, который
ся дать более точное описание отдельных проб
утратил военное значение и был реконструиро
лем, событий и персоналий в рамках очерчен
ван под «Особую лабораторию ИИЭМ по заго
ной области, одновременно приведя обзор су
товлению противочумных препаратов на форте
ществующих исторических работ.
Александр I») [10].
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1191
Несмотря на высокий технический уровень
очевидно, первым автором, описавшим вирус и
науки о микробах и добытые обширные знания
сделавшим обоснованное предположение о его
о разнообразии микроорганизмов, понимание
корпускулярной природе. М. Бейеринку, веро
того, что за сущность представляет из себя мик
ятно, принадлежит приоритет формулировки
роб, в это время лишь выкристаллизовывалось.
гипотезы о том, что для размножения вируса не
Так, в микробиологии конца XIX - начала XX
обходима живая клетка хозяина (в данном слу
веков воспринимали в качестве организмов не
чае - растения).
столько клетки, сколько лабораторные культуры
Еще несколько возбудителей вирусных забо
бактерий. Изменения в сознании исследовате
леваний людей, животных и растений были от
лей, поставившие отдельную клетку в центр
крыты в последующее десятилетие. Тем не ме
концепции микроорганизма, стали происходить
нее физическая природа contagium vivum fluidum
лишь в 1920 е гг. Несмотря на то что идеи ис
оставалась полностью неизвестной. Под словом
пользования бактерий, как модельных объектов
«вирус» подразумевали не обязательно агент
генетики, уже высказывались некоторыми уче
корпускулярной природы. Это могло быть, по
ными [11, 12], большинство микробиологов той
мнению ученых того времени, и растворимое
эпохи понимало под наследственным аппара
вещество, обладавшее одновременно патоген
том бактерий скорее выражение биохимическо
ным действием и способностью стимулировать
го гомеостаза, отрицая возможность присут
собственную продукцию в клетках зараженного
ствия у них генов, аналогичных генам высших
организма, таким образом размножаясь (см. ни
организмов [12].
же). В силу этих причин восприятие концепции
Первые вирусы растений и животных были
ультрамикроскопического неклеточного орга
также открыты в конце ХIХ века. Это были ви
низма, которая как теперь кажется, была наибо
рус табачной мозаики, описанный в 1892 г.
лее логичной интерпретацией имевшихся на
Ivanovski [13] и вирус ящура, открытый в 1898 г.
том этапе экспериментальных результатов, про
Loeffler и Frosch [14]. Эти авторы продемон
исходило с большим трудом.
стрировали, что патогенные агенты, вызываю
Без сомнения, в процессе микробиологичес
щие данные заболевания, способны проникать
кой работы в лабораториях того времени неод
сквозь фарфоровые бактериальные фильтры.
нократно сталкивались и с действием бактерио
Поэтому Д.И. Ивановским был предложен тер
фагов. Как мы теперь знаем, эти вирусы практи
мин «фильтрующийся вирус», который исполь
чески вездесущи и часто являются причиной
зовался в литературе в течение длительного вре
затруднений в выращивании жидких культур да
мени. Для становления первоначальных пред
же в современной лабораторной практике [17].
ставлений о вирусах, качественно отличавших
Спонтанный лизис бактериальных культур, бе
их от бактерий, существенную роль имели так
зусловно, часто наблюдался микробиологами
же работы М. Бейеринка (см. обзор van
того времени, что интерпретировалось как
Kammen [11]), который установил способность
явление автолиза (который действительно мо
вируса табачной мозаики диффундировать в
жет иметь место и без всякого участия вирусов).
агар. Это позволило ему сформулировать кон
Литература того времени, посвященная автоли
цепцию contagium vivum fluidum - жидкого ин
зу, достаточно обширна, но ни один из авторов
фекционного агента, в противоположность
не высказывал предположения об инфекцион
бактериальным патогенам, которые он опреде
ном агенте, поражающем бактерии. В своем об
лил как contagium vivum fixum. Бейеринк считал,
зоре Abedon et al. [18] приводят 30 ссылок на на
что этот агент для размножения должен попасть
учные статьи, вышедшие до 1917 г., которые
в живую клетку.
могли бы считаться кандидатами в «предысто
В докторской диссертации Ивановского так
рические» описания активности бактериофагов.
же описаны опыты по диффузии возбудителя
Наиболее ранняя из этих работ, которая час
табачной мозаики в агар с использованием в
то упоминается в качестве предтечи первых
качестве контрольного объекта частичек туши,
описаний бактериофагов - это статья британ
что позволило ему настаивать на предположе
ского химика и микробиолога Эрнста Ханбери
нии о корпускулярной природе инфекционного
Ганкина (Ernest Hanbury Hankin; 1865-1939),
агента (Докторская диссертация Д.И. Ивановс
который в
1898 г. сообщил о литическом
кого «Мозаичная болезнь табака», [15, 16]). В
действии профильтрованной через бактериаль
ходе научной дискуссии между Ивановским и
ные фильтры воды индийских рек Ганг и Джум
Бейеринком ([16] и ссылки в этой работе) М.
на по отношению к культурам возбудителя холе
Бейеринк признал приоритет Ивановского в
ры [19]. Поскольку это действие уничтожалось
открытии фильтрующегося инфекционного
прогреванием воды, Hankin сделал вывод, что
агента. Таким образом, Д.И. Ивановский был,
оно вызвано летучим бактерицидным вещест
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1192
ЛЕТАРОВ
вом. Впоследствии это заключение восприни
ОТКРЫТИЕ ВИРУСОВ БАКТЕРИЙ
малось большинством историков как досадная
ошибка, сделанная от недостатка проницатель
Первое бесспорное описание вирусной ин
ности и не позволившая Ганкину развить свои
фекции у бактерий принадлежит Фредерику
исследования и первым описать вирусы, пора
Уильяму Туорту (Frederik William Twort;
жающие бактерий. Однако тщательное изуче
1877-1950). Этот ученый, работавший в Браунов
ние работы Hankin позволило Abedon et al. [18]
ском ветеринарном институте в Лондоне, ставил
предположить, что описанное им явление, ско
эксперименты, имевшие своей целью выращи
рее всего, действительно не относится к бакте
вание на бесклеточных питательных средах раз
риофагии. В работе Hankin имеются указания на
нообразных фильтрующихся вирусов, в том чис
то, что прогревание воды в плотно закрытых
ле вируса осповакцины. Ранее Туорт достиг зна
пробирках не вызывало инактивации литичес
чительного успеха, научившись культивировать
кого начала. Кроме того, скорость гибели куль
возбудителя проказы, а затем возбудителя болез
тур холерного вибриона под действием воды бы
ни Джонса (воспалительное заболевание кишеч
ла настолько высока, что для этого потребова
ника жвачных животных, вызываемое MycobacE
лась концентрация специфического холерного
terium avium подвид paratuberculosis), добавляя к
фага порядка 106-107 частиц в 1 мл, что для реч
средам экстракт бактерий M. tuberculosis, культи
ной воды маловероятно.
вирование которых было налажено еще Робер
Один из основателей отечественной микро
том Кохом. Впоследствии было выяснено, что
биологии Николай Федорович Гамалея
фактором роста, который содержался в биомассе
(1859-1949) описывал автолиз культур Baclillus
возбудителя туберкулеза, был витамин К [22].
anthracis [20, 21]. Гамалея выделил из лизата не
Будучи вдохновлен этим успехом, Туорт предпо
кое вещество путем его осаждения уксусной
ложил, что вирусы могут быть сродни паразити
кислотой и перерастворения в аммиаке (к со
ческим бактериям, которые приобрели крайне
жалению, детали этой процедуры в его работе
сложные питательные потребности. Он рассчи
отсутствуют). Это вещество было, как считал
тывал, что в отличие от паразитических вирусов,
Гамалея, литическим ферментом. Действие
существуют и свободноживущие их формы, ко
данного фермента было достаточно специфич
торые могут быть проще в культивировании. Па
ным - он хорошо лизировал клетки B. anthracis
раллельно с попытками выделения таких сво
и не действовал или действовал очень слабо на
бодноживущих вирусов из разного природного
другие микроорганизмы. Наиболее интерес
материала Туорт попробовал также вырастить
ным было то, что действие «литического фер
вирус осповакцины из препарата вакцины, кото
мента» было трансмиссивным, т.е. из лизиро
рую в те времена получали культивированием
ванной этим препаратом культуры можно было
вируса коровьей оспы на коже животных, вслед
приготовить новую порцию агента, обладавше
ствие чего препараты часто бывали контамини
го такой же активностью и т.д. Несмотря на не
рованы различными бактериями.
полноту описания экспериментов (что было
На чашках с посевами осповакцины Туорт
вполне в традиции научных публикаций того
обнаружил колонии «желтых и белых микро
времени) можно заключить, что с высокой до
кокков» (вероятнее всего Staphylococcus), кото
лей вероятности Н.Ф. Гамалея действительно
рые, очевидно, были контаминацией. Однако
имел дело с бактериофагом B. anthracis, но в
он обратил внимание на то, что часть колоний
своей интерпретации полученных данных огра
были полупрозрачными и имели консистен
ничился только чисто биохимическим меха
цию, отличную от нормальных колоний. Туорт
низмом, не высказав никаких предположений о
установил, что в стекловидных колониях живых
возможном действии живого инфекционного
клеток стрептококков почти нет, а вместо них
агента.
имеются мелкие частицы, по видимому, облом
Таким образом, приходится признать, что
ки клеток, не дающие роста при пересеве. В то
воздействие бактериофагов, которое неизбежно
же время материал из стекловидных колоний,
должно было наблюдаться ранними микробио
перенесенный на свежие колонии, вызывал их
логами достаточно часто, практически не нашло
«стекловидную трансформацию» (необходимо
отражения в научной литературе того времени.
отметить, что это довольно редкое явление для
По видимому, фаговый лизис культур обычно
бактериофагов - обычно действие этих вирусов
воспринимался как методическое нарушение,
невозможно заметить на уже выросших колони
которое заставляло экспериментаторов просто
ях, для этого требуется произвести заражение в
повторять неудачные опыты более тщательно
начале их развития; это дало в дальнейшем
вместо того, чтобы искать причину произошед
д’Эреллю основание сомневаться в том, что фе
шего эффекта.
номен Туорта идентичен описанной им бактери
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1193
офагии), но наибольшей активностью агент Ту
феномена из за сложностей военного времени и
орта обладал против молодых активно растущих
финансовых затруднений. Он был вынужден
культур. Для фильтрации материала Туорт пред
поступить на военную службу. Капитан Туорт
варительно разбавлял его водой в 1 миллион раз.
служил в военно медицинской лаборатории в
Нанося такой фильтрат на засеянные микро
Салониках до 1917 г., однако его отношения с
кокками пробирки со скошенным агаром, он
военным начальством не сложились, поэтому
наблюдал образование на штрихе бактерий
он не стал продлевать контракт и вернулся в
прозрачных пятен, количество которых зависе
Англию. Тем не менее после войны Туорт не по
ло от степени разведения материала. Все эти ре
желал присоединиться к исследованию откры
зультаты были опубликованы в статье, вышед
тых им вирусов бактерий, однако продолжил
шей в журнале Lancet в 1915 г. [23]. В этой рабо
изыскания в попытках найти способ культиви
те Туорт высказал осторожное предположение,
ровать вирусы на бесклеточных средах [25], оче
что изученное им явление - результат действия
видно, не имевшие успеха. В результате работа
вируса, поражающего бактерии, однако посчи
Туорта 1915 г., которая по своему содержанию
тал, что окончательно разрешить вопрос не
вполне могла бы претендовать на роль отправ
представляется возможным, поскольку о приро
ной точки развития современной вирусологии,
де вирусов ничего не известно. Обсуждая воз
не была замечена научной общественностью, и
можные гипотезы, Туорт высказывает мнение,
его формальный приоритет в открытии бактерио
что его агент может быть ультрамикроскопичес
фагов был установлен лишь позднее.
ким организмом, сродни бактерии или амёбе (!),
Честь «окончательного» открытия вирусов
однако тут же замечает: «… необходимо пом
бактерий, равно как и авторство термина «бак
нить, что если мир живого был медленно по
териофаг», или сокращенно «фаг», принадлежит
строен в соответствии с теориями эволюции, то
канадско французскому ученому Феликсу
амёба и бактерия должны быть признаны высо
д’Эреллю (Félix d’Herelle; 1873-1949). Бурная
коразвитыми организмами в сравнении с на
биография Феликса д’Эрелля, который, не имея
много более примитивными формами, которые
высшего образования, оставил весьма яркий
существовали и, возможно, продолжают суще
след в биологической науке, сама по себе пред
ствовать в наши дни. Вполне возможно, что
ставляет существенный интерес. К сожалению,
ультрамикроскопический вирус лежит где то в
за неимением места мы не можем пересказать ее
огромном поле жизни, более низко организо
здесь и адресуем читателя к мемуарам д’Эрелля,
ванной, чем бактерия и амёба. Это может быть
недавно опубликованным Dublanchet [26], а
живая протоплазма, не образующая определен
также к работе Summers [27]. Достаточно точное
ных индивидуумов или фермент, обладающий
краткое описание его биографии можно также
способностью к росту».
найти в соответствующей статье Википедии.
Более того, в своей короткой статье Туорт
В 1911-1913 гг. д’Эрелль совершил два путе
описывает вторичный рост бактериальной куль
шествия в Аргентину, в ходе которых создал и
туры после фагового лизиса (видимо, за счет об
опробовал биологический метод борьбы с са
разования устойчивых мутантов), а также явле
ранчой с помощью микроорганизма, выделен
ние стабильно перевиваемой ассоциации бакте
ного им из этих насекомых. Именно в процессе
риальной культуры и вируса, которая, несмотря
работы над болезнями саранчи д’Эрелль впер
на множественные пассажи обладает способ
вые встречается с феноменом бактериофагии. В
ностью формировать пятна
«стекловидной
своих мемуарах он пишет, что кишечник инфи
трансформации» (т.е. фаговые бляшки). Это
цированных насекомых содержал почти чистую
«спонтанное проявление разрушительного на
культуру патогенной бактерии (которую он на
чала» представляется Туорту интересным с по
зывает коккобациллой). Чтобы получить от
зиции объяснения природы рака.
дельные колонии, исследователь использовал
Таким образом, в одной короткой статье та
истощающий посев шпателем. В процессе этой
лантливого британского микробиолога имеется
работы он встретился с неожиданным явлени
не только сообщение об открытии фильтруюше
ем, которое в своих мемуарах [26] он описывает
гося вируса бактерий, но и довольно успешная
следующим образом: «...Но дважды в течение
попытка найти ему место в общебиологической
кампании возник неожиданный феномен, кото
картине мира, предвосхитившая одну из совре
рый привлек мое внимание. На первой чашке,
менных теорий возникновения вирусов, счита
той, на которой микробы были настолько мно
ющую их реликтами доклеточного этапа биоге
гочисленны, чтобы образовать сплошной пасто
неза [24].
образный слой, возникали чистые пятна, где
К сожалению, Ф. Туорт не имел возможнос
культура, казалось, была удалена пробоотборни
ти продолжить исследования обнаруженного им
ком (à l’emporte pièce). Среди них были малень
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1194
ЛЕТАРОВ
кие пятна округлой формы и более крупные,
как единичных колоний бактериофага, а также
неправильной формы, которые казались резуль
использовал подсчет бляшек для количествен
татом слияния нескольких близко расположен
ного измерения концентрации бактериофага.
ных пятен. Как можно было объяснить это нео
Несмотря на многочисленные трудности работы
бычное явление, которое я раньше никогда не
в военное время, к 1921 г. д’Эрелль опубликовал
наблюдал на бактериальных культурах? Мое во
книгу о бактериофагах под громким названием
ображение заработало, и я в конечном итоге по
«Бактериофаг и его роль в иммунитете»
думал, что, возможно, истинный патоген саран
(Bactériophage et son role dans l’immunité)[29].
чи - это не коккобацилла, а другой микроб,
В 1926 г. эта книга вышла на русском языке [30].
очень маленький, невидимый вирус, ассоци
За короткий период с момента открытия бакте
ированный с коккобациллой. … Мы увидим, что
риофагов д’Эрелль весьма далеко продвинулся в
именно этот феномен, на первый взгляд такой
изучении нового явления. Формирование нега
простой, положил начало исследованиям, кото
тивных колоний и зависимость их числа от раз
рым предстояло посвятить тридцать лет работы
ведения фага были, по мнению д’Эрелля, чет
и которые станут занятием для целых поколе
ким доказательством корпускулярной природы
ний бактериологов будущего».
бактериофага, т.е. того факта, что фаг не имеет
Вернувшись в 1913 г. в Париж, д’Эрелль про
действующей концентрации, ибо достаточно
должил работать в Институте Пастера. В 1915 г.
единственной частицы вируса, чтобы вызвать
он исследовал вспышку дизентерии в драгунс
лавинообразное размножение (что неизбежно
ком эcкадроне, расквартированном на отдых в
влекло за собой мысль об аналогичной органи
городке Мезон Лафит (Maisons Laffitte) под Па
зации и вирусов высших организмов). Более то
рижем. Будучи увлечен гипотезой, что диарея
го, проследив динамику роста числа инфекци
вызывается совместным действием неизвестно
онных центров в инфицированной культуре,
го вируса и бактерии, д’Эрелль ставил экспери
д’Эрелль обнаружил, что фаг размножается не
менты, аналогичные тем, которые он проводил
непрерывно, а «толчками» [29]. Этот экспери
во время работы по борьбе с саранчей. Он до
мент, в сущности, соответствует широко извест
бавлял фильтрат фекалий пациентов к культуре
ному эксперименту единичного цикла роста,
дизентерийного микроба. В результате этих
который был вторично предложен Эмори Элли
опытов часть культур, к которым добавляли
сом два десятилетия спустя.
фильтрат фекалий от выздоравливавших пациен
Д’Эрелль также сообщает о физиологичес
тов, лизировалась, а при посеве фильтратов,
ких изменениях (культуральные, ферментатив
смешанных со свежей культурой дизентерийной
ные и антигенные свойства) у бактерий, полу
палочки, на чашки с питательным агаром обра
чивших устойчивость к фагу (видимо, фагоус
зовывались уже знакомые исследователю чис
тойчивых мутантов).
тые округлые пятна (tâches vièrges). Как д’Эрелль
Помимо этого, д’Эрелль проделал огромную
вспоминал впоследствии, он практически сразу
работу по изучению распространенности явле
понял, что имеет дело с вирусом, поражающим
ния бактериофагии в природе. Он получил куль
бактерии, который он (после обсуждения со
туры фага к различным бактериям, в основном к
своей женой и детьми) решил назвать бактерио
возбудителям различных заболеваний из образ
фагом (от греч. фагос - пожирающий). Сохра
цов воды, фекалий животных различных видов
нилась даже дата семейного совещания, на ко
и иных источников, заложив, таким образом,
тором новый феномен получил название, суще
основы экологической вирусологии.
ствующее до наших дней - 18 октября 1915 г.
Само название первой книги д’Эрелля гово
[26].
рит о том, что, по его мнению, фаг был частью
защитных механизмов макроорганизма, опреде
лявшей выздоровление от дизентерии и, воз
ИССЛЕДОВАНИЯ ПРИРОДЫ
можно, от иных инфекционных заболеваний. B
БАКТЕРИОФАГА В 1920-1930 ГОДЫ
своих мемуарах, озаглавленных, кстати, как
«Странствия одного бактериолога» («Pérégrin
Первая статья с описанием бактериофага
ations d’un bactériologiste»), д’Эрелль утверждает,
вышла в Докладах Парижской академии наук в
что в ходе многочисленных путешествий в
1917 г. по представлению доктора Ру (Roux) [28].
1914-1927 гг. он собрал большой массив доказа
В ней д’Эрелль показал способность бактерио
тельств того, что выздоровление от самых раз
фага к неограниченному размножению, иссле
личных инфекционных заболеваний людей и
довал его специфичность по отношению к хозя
животных сопровождается появлением соответ
евам и, самое важное, дал интерпретацию фаго
ствующего бактериофага в их кишечнике, отсут
вых бляшек на газоне бактериальной культуры
ствие же фага являлось, по его мнению, предик
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1195
тором фатального исхода [26]. И именно фаг
[34]. Они впервые описали явление лизогении
был, по мнению д’Эрелля, ключевым элемен
[35, 36], впервые получили и применили нейт
том «настоящего» иммунитета [31].
рализующую вирус антисыворотку (McKinley в
Идеи д’Эрелля о роли бактериофага в имму
лаборатории Bordet, [37]), исследовали специ
нитете вызвали жесткое противостояние с извест
фичность ряда фагов к хозяевам и условия, не
ным бельгийским иммунологом и бактериоло
обходимые для успешного роста фага. Тем не
гом Жюлем Бордэ (Jules Jean Baptiste Vincent
менее практически вплоть до окончательного
Bordet; 1870-1961), лауреатом Нобелевской
разрешения вопроса в 1940 х гг. с помощью
премии 1919 г. за открытие системы комплемен
электронной микроскопии, Бордэ считал, что
та [32].). В своей второй монографии, изданной
бактериофаг не является вирусом. «Способ
в 1926 г. [33], д’Эрелль назвал работу Бордэ «ис
ность образовывать фаги - писал Бордэ -
торией ошибок». По его мнению, теория имму
встроена в наследственный аппарат бактерий».
нитета Эрлиха, Мечникова и Бордэ - «это “тео
С современных позиций это звучит, как опреде
рия иммунитета лабораторных животных”; она
ление понятия «лизогения», однако следует учи
не имеет никакого отношения к реальному по
тывать, что для Бордэ и для большинства бакте
ложению вещей и, в то же время представляет
риологов того времени понятие «наследствен
собой препятствие на пути познания истинных
ность» воспринималось иначе, чем сейчас. Бор
причин выздоровления, и является обществен
дэ считал образование фага некоторым нор
но опасной, поскольку она ведет к принятию
мальным физиологическим процессом, возни
профилактических мер, которые бесполезны
кающим как одно из состояний регуляции об
или вредны» (цит. по Dublanchet [26]).
мена веществ клетки. Категории вроде «генети
Вероятно, причиной столь критического от
ческой программы» были вне парадигмы его на
ношения к иммунологии и иммунопрофилакти
учного мышления.
ке мог быть также опыт работы д’Эрелля в лабо
С концепцией Бордэ был согласен извест
ратории по изготовлению вакцин Института
ный американский биохимик Джон Нортроп
Пастера в Париже в годы Первой мировой вой
(John Howard Northrop (1891-1987), Нобелев
ны, где в крайней спешке приготовлялись мно
ский лауреат 1946 г.). Нортроп основывал свою
гочисленные убитые вакцины, которые практи
интерпретацию на сходстве кинетики роста
чески не тестировали [26] и, вероятно, в боль
концентрации бактериофагов в инфицирован
шинстве случаев были действительно неэффек
ной культуре и кинетики накопления фермен
тивны.
тов в процессе роста бактерий [38]. Он видел в
Бордэ, оскорбленный нападками д’Эрелля,
образовании бактериофага аналогию с автоката
присоединился к исследованиям бактериофа
литической активацией ферментов [39], анало
гов, стараясь доказать несостоятельность взгля
гичные аналогии использовал и Бордэ.
дов своего оппонента. Он стал также противни
Под влиянием авторитета этих двух масти
ком самой идеи о том, что фаги представляют
тых ученых концепция «размножающегося ав
собой вирусы, и отстаивал мысль, что фаг - это
толитического фермента», хотя она и требовала
не более, чем проявление собственной автоли
больших натяжек для объяснения известных
тической активности бактерий [1, 34]. В 1921 г. к
фактов, сделалась преобладающей в 1930 е гг.
группе Бордэ присоединился бельгийский мик
Так, в заключение своей Крунинской лекции
робиолог Андрэ Грациа
[André Gratia
«Теории бактериофага», прочитанной в Лондо
(1893-1950)], который годом раньше случайно
не в 1930 г. по приглашению британского Коро
обнаружил (см. ниже) работу Туорта, ранее не
левского общества [40], Бордэ заявил: «С учетом
привлекшую большого внимания, и в серии
всех экспериментальных документов не будет
экспериментов продемонстрировал, что фено
ли более рациональным думать, что этот вирус
мен Туорта и бактериофаг д’Эрелля - это одно
не существует, и что сильное действие бактерио
родные явления. В начале 1920 х гг. Грациа раз
фага представляет собой не более чем патологи
делял взгляды Бордэ на природу бактериофага,
ческое преувеличение нормальной функции
и неудивительно, что полученные им результаты
“клеток”, связанной с мутациями, и что этот ли
были использованы Бордэ, чтобы не только ата
зис на самом деле, как я чувствую себя в праве
ковать концепцию вирусов бактерий, отстаивае
утверждать после десяти лет, прошедших с мо
мую д’Эреллем, но и поставить под сомнение
мента моего первого, совместного с Чиука ис
его приоритет в открытии этого феномена.
следования, <есть> трансмиссивный автолиз».
Для доказательства своих взглядов Жюль
Тем не менее, ряд ученых продолжали при
Бордэ и его коллеги развернули масштабную ис
держиваться вирусной теории д’Эрелля. Инте
следовательскую программу и достигли очень
ресно, что, помимо д’Эрелля, активным оппо
существенных фундаментальных результатов
нентом Бордэ был другой бельгийский ученый
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1196
ЛЕТАРОВ
Ришар Брюиног (Richard Bruynoghe,
вание фага по Аппельману [41], и показал, что
1881-1957). Профессор Брюиног был директо
при максимальном значении разведения лизис
ром Института бактериологии в Лёвене, распо
наблюдается лишь в части параллельных проби
ложенном в окрестностях Брюсселя, где Бордэ
рок, что совместимо только с идеей существова
возглавлял основанный им Брюссельский Инс
ния фага в виде отдельных частиц. Однако этот
титут Пастера. Оба эти исследователя были чле
аргумент также не убедил Бордэ. В итоге этих
нами Бельгийского биологического общества,
многолетних дебатов профессор Брюиног, по
на заседаниях которого они и их ученики регу
видимому, решил, что для него вопрос является
лярно делали доклады, полемизируя по вопросу
абсолютно ясным, а упорство его оппонента ос
природы бактериофага. К сожалению, работы
новано на иррациональных мотивах. С 1927 г.
Брюинога не были опубликованы в более авто
Брюиног прекратил работы по бактериофагам
ритетных, чем доклады этого общества, издани
[34].
ях.
Несмотря на ложные теоретические посыл
Поразительно, что обе группы практически
ки Бордэ, его интерес к бактериофагам сущест
полностью подтверждали экспериментальные
венно ускорил прогресс их исследований и
результаты друг друга (см. обзор [34]), но расхо
привлек в эту сферу ряд талантливых молодых
дились в их интерпретации. Так, обе группы
бельгийских ученых.
наблюдали образование вариантов бактерий, ус
Андре Грациа, молодой бельгийский микро
тойчивых к фагам, и феномен адаптации фага к
биолог, начал свою карьеру в лаборатории физио
тем или иным штаммам хозяев, продемонстри
логии Свободного университета Брюсселя, где
ровали специфичность фаг нейтрализующих
Бордэ занимал в то время пост профессора бак
сывороток по отношению к расам фага, против
териологии.
которых они были получены, и сохранение этой
В 1920 г. Грациа отправился для работы в
специфичности в отношении фага, адаптиро
Рокфеллеровский институт в Нью Йорке, где
ванного к росту на другом штамме хозяине.
его коллега Петер Олицкий порекомендовал
Несмотря на то что многие данные свиде
Грациа статью о менингококках, вышедшую в
тельствовали о том, что фаг имеет сложно орга
1915 г. Поскольку Олицкий не мог вспомнить
низованную структуру, и что против одного и
точной ссылки, Грациа вынужден был пролис
того же вида бактерий можно получить струк
тать весь том журнала за 1915 г. и наткнулся на
турно различающиеся бактериофаги, группа
статью Туорта [42]. Он приступил к собствен
Бордэ настаивала на своей теории. Любопытно,
ным исследованиям, и вскоре пришел к выводу,
что сам д’Эрелль как минимум до 1930 х гг. про
что феномен Туорта идентичен бактериофагу,
должал придерживаться мнения, что бактерио
описанному д’Эреллем [35, 43]. Таким образом,
фаг - это единая сущность, обитающая в ки
Андре Грациа оказался первым исследователем
шечнике людей и животных, которая лишь
бактериофагов в США. По видимому, он был
приспосабливается к разным видам бактерий, и
одним из прототипов сложного характера Мар
именно эта адаптация фага лежала, по его мне
тина Эроусмита - главного героя романа Синк
нию, в основе иммунного ответа, ведущего к
лера Льюиса «Эроусмит» (Пулитцеровская пре
выздоровлению [31].
мия 1926 г.), молодого микробиолога, работаю
Борде также активно протестовал против
щего в 1920 е гг. в Америке над исследованием
идеи корпускулярной природы фага, считая, что
бактериофагов и проблемами фаговой терапии
формирование бляшек, обнаруженое д’Эреллем
[42] (предположительно, в числе прототипов
может быть объяснено разведением чувстви
этого героя был также и Ф. д’Эрелль; [44]). Эта
тельных бактерий. По его теории, бактериоли
тематика настолько увлекла Грациа, что он про
тический «принцип» представлял собой колло
должал заниматься бактериофагами в течение
ид или даже растворимое соединение, эффек
всей своей оставшейся научной карьеры. После
тивно адсорбирующееся на обломки лизирован
работы в Нью Йорке Грациа вернулся в Европу,
ных клеток, из за чего бактериофаг не проходил
в лабораторию Бордэ, где продолжил исследова
через ультратонкие фильтры. Отдельные, наи
ния бактериофагов. В начале 1920 х гг. он в це
более восприимчивые клетки культуры, запус
лом разделял теоретические концепции Бордэ,
кали под его воздействием процесс автолиза,
но впоследствии постепенно убедился в правоте
который оказывался сопряжен с синтезом но
воззрений д’Эрелля [42].
вых порций «принципа» и приводил к образова
Работы Андре Грациа предвосхитили целый
нию бляшек [40].
ряд важных открытий в биологии бактериофа
Оппонируя Бордэ, стажер Брюинога Рене
гов (подробнее см. обзор [42]). Так, во время
Аппельман применил в 1921 г. метод предельных
своей работы в Рокфеллеровском институте Гра
разведений, известный в наше время как титро
циа обнаружил диссоциацию (фазовую вариа
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1197
цию?) культуры Escherichia coli (в то время
рически отрицать, что мы, возможно, сможем
Bacillus coli) на два фенотипически различаю
растирать гены в ступке или запекать их в печи»
щихся варианта S и R (от слов sensitive and resis
[46].
tant, не путать с диссоциацией smooth - rough).
Это высказывание Мёллера является, по ви
Культуры отличались по степени восприимчи
димому, первой формулировкой близкой к со
вости к бактериофагу, который использовал ис
временной концепции вируса, как трансмис
следователь. При этом Грациа путем селекции
сивной генетической программы, приводящей к
удалось также получить фаг, более эффектив
собственному воспроизведению. Идеи Мёллера
ный против штамма R, который имел также от
могли повлиять на Макса Дельбрюка (см. ни
личия по морфологии бляшек и по спектру хо
же), с которым Мёллер познакомился во время
зяев [35, 43]. Таким образом, Грациа обнаружил
своей работы в Берлине в лаборатории Тимофе
образование наследуемых вариаций (мутаций
ева Ресовского [47].
или фазовых вариантов?) фагочувствительности
К сожалению, большинство других работ
бактерий, возникающих до контакта с вирусом.
Андре Грациа не были замечены современника
Кроме того, он впервые описал наследуемые из
ми. Его имя запомнилось главным образом в
менения (мутации по спектру хозяев) у самого
связи с усовершенствованием метода посева фа
бактериофага. Однако сам Андрэ Грациа при
га на плотных средах, заключавшегося в исполь
шел к подобным интерпретациям существенно
зовании тонкого слоя мягкого агара поверх
позже [42, 45]. В 1921 г. он придерживался взгля
обычного агара в чашках - так называемое тит
дов Бордэ. Вместо термина «бактериофаг» он
рование фага по Грациа.
использует термин «литический принцип», при
Не сразу были замечены и данные венгерс
нятый школой Бордэ. Более того, описанная
кого биохимика Макса Шлезингера (Max
выше альтернативная концепция, объясняющая
Schlesinger; 1904-1937), который впервые полу
возникновение бляшек, была сформулирована
чил очищенный препарат бактериофага путем
и обоснована именно в его работе [35]. Для ее
фильтрования через фильтры с различным раз
доказательства Грация поставил логичный экс
мером пор и осаждения на ультрацентрифуге и
перимент, показавший, что число бляшек, обра
доказал, что бактериофаг состоит из белка и
зующихся при посеве одинаковой дозы колифа
ДНК (различить ДНК и РНК он смог с по
га, зависит от разведения культуры, используе
мощью реакции Фельгена), что совпадало с со
мой для образования бактериального газона.
ставом хромосом, выделяемых из высших орга
Этот странный результат, впоследствии опрове
низмов [48]. Интересно, что М. Шлезингер так
ргнутый в работе Элиса и Дельбрюка (см. ниже),
же одним из первых провел в 1932 г. точные ко
вероятно, объяснялся физиологическим состоя
личественные исследования кинетики адсорб
нием исходной чрезмерно сконцентрированной
ции бактериофага E. coli, продемонстрировав,
суспензии и слишком широким диапазоном ее
что эта реакция в первом приближении соответ
разведения.
ствует кинетике второго порядка (Schlesinger
Любопытно, что результаты Грациа были со
1932, цит. по сборнику Stent [1]), а также оценил
вершенно иначе интерпретированы американс
размерный класс частиц бактериофагов
ким генетиком Германом Мёллером (Hermann
(~0,1 мкм).
Joseph Muller (1890-1967)), который в 1922 г. пи
Однако полученные в 1930 е гг. оценки раз
сал: «…Грациа обнаружил, что эта субстанция
меров фаговых частиц с помощью ультрафильт
“бактериофаг” посредством соответствующей
рации и с помощью осаждения на скоростных
обработки на других бактериях может изменять
центрифугах [49], также не могли быть напря
ся …, сохраняя свою способность к самовоспро
мую интерпретированы, а первые фотографии
изведению.
фаговых частиц, полученные в 1939 г. Гельмутом
Эти две субстанции - субстанция д’Эрелля и
и Эрнстом Руска (Helmut Ruska 1908-1973, Ernst
гены - обе должны обладать этим наиболее за
Ruska 1906-1988) [50], см. также обзор Kruger et al.
мечательным свойством наследуемой вариа
[51], были опубликованы в нацистской Герма
бельности или «мутабильности … если тельца
нии, и вследствие этого оказались не доступны
д’Эрелля и в самом деле гены, фундаментально
мировому научному сообществу.
такие же, как и наши хромосомные гены, это да
Таким образом, несмотря на установление
ло бы нам совершенно новое направление, что
ряда ключевых свойств вирусов бактерий и по
бы атаковать проблему гена… Было бы слишком
явление верных теоретических концепций, к
поспешно назвать эти тельца генами, но мы
концу 1930 гг. консенсус по вопросу о физичес
должны признать, что в настоящее время мы не
кой природе бактериофага не был достигнут.
знаем ни одного свойства, которое различало бы
Само существование различных видов бактерио
гены и их. Таким образом, мы не можем катего
фагов подвергалось сомнению д’Эреллем, кото
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1198
ЛЕТАРОВ
рый считал, что различные расы фага были фе
бактерий и фагов, в современной терминологии
нотипическими вариантами, возникающими в
carrier state). Одновременно о получении выде
результате адаптации универсального BacterioE
ляющей фаг культуры сообщили Otto и Munter
phagum intestinale [31].
[54, 55].
Весьма примечательно, что в ходе описан
2) В 1922 г. Bail [56] предлагает теорию ос
ной выше научной дискуссии все ключевые
колков (splitter theory), в соответствии с которой
участники пытались описать природу бактерио
фаги представляют собой обломки разрушаю
фага по аналогии с ранее успешно исследован
щихся бактерий, способные индуцировать раз
ными ими системами. Так, очевидно, Бордэ и
рушение новых клеток. Эту теорию критиковал
Нортроп видели за явлением бактериофагии ме
д’Эрелль [53].
ханизм, похожий на изученные ими ранее фер
3) В 1924 г. Gildmeister и Herzberg [57] приво
ментативные системы (активации комплемента,
дят доказательства того, что лизогенный штамм
а также тромбина и протеолитической актива
E. coli 88 сохраняет способность выделять фаг в
ции трипсина соответственно). Хотя взгляды
отсутствии контакта с внеклеточным фагом. Их
д’Эрелля были несколько ближе к истине, он
выводы в 1925 г. подтверждает Bail [58], который
также оказался в плену своей теории ультрамик
провел данную культуру через 6 последователь
роскопического микроба, клетки «в гистологи
ных выделений отдельной колонии, но она тем
ческом смысле слова» [26], и не воспринимал
не менее сохранила способность к продукции
серьезно гипотезу трансмиссивного гена.
фага. К выводу о том, что все клоны данной
Любопытно также, что несмотря на неопре
культуры сохраняют способность выделять фаг,
деленность по вопросу о природе бактериофагов,
пришел также Bordet [59]. Эти заключения были
их фундаментальное свойство проявлять высо
очень существенным достижением в начале
кую степень специфичности к определенным
1920 х гг., поскольку примерно в это же время
видам и штаммам бактерий хозяев было не толь
происходила смена парадигмы в микробиоло
ко в должной мере доказано, но и стало активно
гии. Если раньше в качестве единичного орга
применяться для быстрого и высокоразрешаю
низма воспринималась культура микроба, то в
щего типирования изолятов бактерий в иссле
этот период в центре мышления исследователей
довательской и эпидемиологической практике.
постепенно оказывалась микробная клетка [12].
Вопреки распространенному убеждению, тех
4) Работавший в лаборатории Бордэ Е. Мак
нология фаготипирования была впервые созда
Кинли получил сыворотку против бактериофага
на не в Канаде (1936 г.) и не в Англии (1940 г.), а
из E. coli 88 и показал, что обработка культуры
в Веймарской республике в 1920 е гг. [52], при
этим фагом не уничтожает способности ее суб
этом немецкие микробиологи параллельно ра
клонов к продукции бактериофага [37].
ботали как над фундаментальной проблемой
Таким образом, к 1925 г. Бэйл и Бордэ парал
фага, так и над совершенствованием его практи
лельно пришли к утверждению, что существуют
ческого применения.
бактериальные культуры, все субклоны которых
в течение неограниченного числа поколений
сохраняют способность продуцировать фаг. Они
ОТКРЫТИЕ И ФОРМИРОВАНИЕ
также показали возможность получить лизоген
КОНЦЕПЦИИ ЛИЗОГЕНИИ
ные культуры из нелизогенных, обрабатывая их
соответствующим бактериофагом. Бордэ четко
История открытия феномена лизогении и
разграничил понятия «сильного» и «слабого»
ранних исследований, приведших к расшиф
литических принципов (principes forts et faibles),
ровке сути данного явления, чрезвычайно под
которые примерно соответствуют современным
робно описана одним из наиболее известных
понятиям «вирулентный» и «умеренный» фаг. С
участников этих событий Андре Львовым (André
этого момента явление лизогении можно счи
Michel Lwoff (1902-1994)) [53], здесь же мы упо
тать открытым и четко дифференцированным
мянем лишь основные вехи этого пути. В соот
от состояния носительства, однако для расшиф
ветствии с реконструкцией Львова, открытие
ровки его биологической сущности потребова
феномена лизогении прошло через четыре ос
лось еще более четверти века усилий.
новные стадии.
Данной проблемой занимались многочис
1) Явление тесной ассоциации бактерий и
ленные исследователи (в том числе Ф.М. Бёрнет
бактериофагов в перевиваемой культуре впер
(F.M. Burnet), М. МакКи (М. McKie), О. Бэйл
вые описано Бордэ и Чиука в 1920-1921 гг. [36]
(О. Bail), Дж. Х. Нортроп (J. H. Northrop) и дру
(д’Эрелль также наблюдал аналогичное явление
гие [53]. Bordet и Renaux [60] в своей работе 1928 г.
[29], но не придал ему существенного значения,
утверждали, что способность к продукции бак
считая, что имеет дело со смешанной культурой
териофага «вставлена» в наследственный аппа
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1199
рат бактерии. Однако несмотря на удивитель
ман, работавшие в Институте Пастера в Пари
ную точность этого выражения с позиций со
же. Еще в 1925 г. Е. Вольман впервые высказал
временного знания [53], школа Бордэ была
предположение, что бактерии могут иметь гены,
крайне далека от верного понимания природы
и что эти гены могут в некоторых случаях пере
бактериофага в целом и лизогении в частности.
даваться через внешнюю среду [53], а в 1928 г. он
Для Бордэ наследственность бактерий представ
высказал предположение, что и лизогенизация
лялась синонимом гомеостаза клеток, идеи об
бактерий происходит в результате передачи им
отдельном материальном носителе наследствен
соответствующих генов [65].
ности были в это время ему чужды.
С 1934 г., действуя в рамках своей концеп
Основной загадкой лизогенных культур бы
ции, Вольманы приступили к работе с культурой
ло то, что свободный фаг присутствовал в них в
Bacillus megaterium 899. Они подтвердили, что
количестве на несколько порядков меньшем,
способность продуцировать фаг присуща потом
чем бактериальные клетки, тем не менее каждая
ству любой клетки данной культуры, но при раз
такая клетка могла дать начало лизогенному
рушении клеток лизоцимом активного бактери
клону. Вопрос о том, в какой форме фаг присут
офага из них не выделяется [66, 67]. Они также
ствует в лизогенных клетках, оставался неразре
сформулировали концепцию двух фаз цикла со
шенным. Австралийские исследователи Burnet и
ответствующего бактериофага - литической,
McKie [61] в 1929 г. установили, что при искус
проявляющейся в продуктивной инфекции кле
ственном разрушении лизогенных клеток с по
ток, и скрытой, в которой фаг находится в сос
мощью другого бактериофага в них не обнару
таве лизогенных бактерий. Эти же ученые пред
живается инфекционных частиц умеренного
ложили термин «умеренный фаг» для обозначе
фага. Более того, было выяснено, что при лизо
ния бактериофага, способного к лизогении [68].
генизации нелизогенных клеток бактериофагом
На основании косвенных данных они предпола
полученные лизогены продуцируют именно тот
гали, что выделение фага лизогеном сопряжено
фаг, который был использован для лизогениза
с лизисом клетки. Вольманы продолжали рабо
ции. Основываясь на этих данных, Бёрнет (Sir
тать над этой темой в оккупированном (после
Frank Macfarlane Burnet (1899-1985), Нобелевс
1940 г.) немецкими войсками Париже, но публи
кий лауреат 1960 г.) сформулировал теорию за
кация новых результатов была невозможна. Для
родыша фага (anlage), который присутствует во
окончательного разрешения вопроса о способе
всех клетках культуры, но лишь в некоторых мо
продукции фага они стали использовать микро
жет быть активирован (подробнее об исследова
манипулятор, впервые переведя работу с фагами
ниях бактериофагов М. Бёрнетом см. обзор
на уровень изучения отдельных клеток [53]. Но
[62]). Однако австралийская школа склонялась
эта работа не была ими завершена - в 1943 г.
к тому, что зародыш представляет собой факти
Эжен и Элизабет Вольман, имевшие еврейское
чески бактериофаг, активность которого блоки
происхождение, были арестованы нацистами в
рована каким то механизмом или лигандом
Институте Пастера и отправлены в лагерь смер
[63].
ти Аушвиц, где и погибли.
В 1931 г. датский микробиолог Dooren de
В 1950 е гг. исследования лизогении на этом
Jong, E. D. [64] сообщил о получении из лизо
же объекте были продолжены Андре Львовым
генного штамма Bacillus megaterium 899 нелизо
(см. выше), который в предвоенные годы близ
генного и неспорообразующего мутанта,
ко дружил с Вольманами, был знаком с их идея
чувствительного к фагу, выделяемому исходным
ми, но в тот момент не проявил к их работе осо
штаммом. Исследователь установил, что споры
бого интереса. Bместе с Антуанет Гутман Львов
лизогена, прогретые при 100 °С, дают начало
использовал непосредственное наблюдение за
лизогенным клеткам, хотя сам фаг инактивиро
микроколониями клеток в маленьких каплях
вался в этих условиях. Автор пришел к заключе
среды с помощью светового микроскопа. Перио
нию, что фаг не содержится как таковой в лизо
дически исследователи производили высев ма
генных бактериях, но может продуцироваться
териала из капель для обнаружения фаговых
ими (надо отметить, что это в целом верное зак
бляшек на газоне чувствительной бактериаль
лючение было недостаточно обосновано, так
ной культуры. В результате им удалось показать,
как структуры вегетативной клетки бацилл так
что лишь при внезапном лизисе одной из клеток
же разрушаются нагреванием, но они становят
в капле появлялось ~100 частиц свободного бак
ся термоустойчивыми внутри спор).
териофага, тогда как в каплях, где все клетки
Гораздо ближе к истинному объяснению ли
продолжали делиться, фаговые частицы пол
зогении подошли французский ученый русского
ностью отсутствовали, иногда и в нескольких
происхождения Евгений Вольман (Eugène
пассажах [69]. Это однозначно свидетельствова
Wollman; 1883-1943) и его жена Элизабет Воль
ло, что передача способности к продукции фага
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1200
ЛЕТАРОВ
при пассажах лизогенной культуры фага не про
мом лизировался. Оказалось, что исходный
исходит путем реинфекции чувствительных
штамм был лизогенным, и Э. Ледерберг удалось
клеток, как предполагал М. Дельбрюк, но явля
случайно получить излеченную от профага
ется результатом тесной ассоциации фага с гене
культуру, ставшую чувствительной к данному
тическим аппаратом клетки. Более того, генети
фагу [77]. Получение экспериментальной систе
ческая программа, реализуемая в клетках, кото
мы, позволявшей исследовать лизогению с по
рые продуцируют фаг, отличается от программы
мощью методологии генетического анализа,
большинства других клеток лизогенной культу
обеспечило быстрый прогресс исследований,
ры. Львов и Гутман предложили термин «про
которые мы опишем здесь лишь кратко (под
фаг» для обозначения гипотетической неинфек
робнее см. обзоры [74, 78]). В результате этой
ционной формы бактериофага в лизогенной
работы было установлено, что профаг λ не явля
клетке.
ется цитоплазматическим фактором, но тесно
В 1950 г. Lwoff et al. [70] публикуют первую
сцеплен с собственным хромосомным маркером
работу, где они описывают стимуляцию продук
ферментации галактозы gal [79]. Позднее было
ции фага лизогенной культурой при ультрафио
показано, что профаг не просто прикреплен к
летовом облучении - индукцию фага. В резуль
хромосоме бактерии в районе гена gal, но встро
тате этих и ряда иных работ Львов сформулиро
ен между генами gal и bio (синтез биотина), и в
вал описание лизогенного цикла бактериофага,
лизогенных клетках генетическое расстояние
близкое к современному. За эти работы в 1965 г.
между этими маркерами увеличено. Наконец, в
Андре Львов был удостоен Нобелевской премии.
1957 г. Ф. Жакоб и Э. Вольман (сын Евгения и
Окончательное же установление природы
Элизабет Вольманов, упомянутых выше) обна
профага стало возможным преимущественно в
ружили, что при конъюгационном переносе
результате работ по исследованию бактериофага
профага из лизогенного донора в нелизогенную
λ, обнаруженного Э. Ледерберг в лаборатории
клетку реципиент с высокой частотой происхо
Дж. Ледерберга. История исследований бакте
дит индукция и гибель реципиента с высвобож
риофага λ подробно описана современниками
дением фагового потомства [80]. Этот эффект
этих событий (см. обзоры Hershey and Duve,
исходно был назван «эротической индукцией»,
[71], A. Campbell в книге Херши [72], см. также
но затем из соображений приличия переимено
обзоры [73-75]). Эти события были связаны с
ван в зиготную индукцию [74]. Зиготная индук
первыми шагами молекулярной генетики бакте
ция однозначно свидетельствовала о наличии в
рий. В 1946 г. Lederberg и Tatum (Joshua Lederberg
лизогенных клетках цитоплазматического фак
(1925-2008), Нобелевский лауреат 1958 г.) [76]
тора, репрессора, который поддерживает про
открыли рекомбинацию (в современных терми
фаг в молчащем состоянии. Но так как при
нах - конъюгацию) у штамма E. coli K 12, выде
конъюгации транспортируется лишь ДНК, в
ленного еще в 1922 г. из клинического образца в
клетке реципиента профаг оказывается дереп
Калифорнии. Это дало возможность впервые
рессирован. Спустя 10 лет Ptashne [81] смог изо
применить методологию генетического анализа
лировать этот белок из лизогенных клеток, ис
для исследования бактерий. После 1953 г., когда
пользуя его специфическое связывание с ДНК
была открыта первая конъюгативная плазми
фага λ. Исследования регуляции жизненного
да - F фактор - и получены Hfr штаммы (high
цикла фага λ [82] наряду с изучением лактозно
frequency of recombination), в которых с высокой
го оперона легли в основу первых представле
частотой происходил конъюгационный перенос
ний о контроле экспрессии генов.
хромосомы (за счет интеграции F фактора), эф
Интересно, что классическая схема интегра
фективность генетического анализа резко воз
ции - эксцизии фага λ с использованием коль
росла (см. ссылки в работе [74]). Однако данная
цевого интермедиата была предложена Campbell
методология требовала наличия большого числа
лишь в 1962 году. Позже он описал историю это
фенотипически различимых мутантов, на скре
го события [78]. Эта схема была последним суще
щивании которых строилась работа по картиро
ственным элементом, после которого концеп
ванию хромосомы бактерий и другие исследова
цию лизогении, близкую к современным пред
ния. Получение таких мутантов именно того
ставлениям, можно считать сформированной.
штамма E. coli K 12, на котором была показана
возможность производить скрещивания, было
весьма актуальным. Э. Ледерберг облучала куль
ОТКРЫТИЕ ФАГОВОЙ ТРАНСДУКЦИИ
туру этого штамма ультрафиолетом с целью пос
ледующего отбора ауксотрофных мутантов. Од
Практически одновременно с обнаружением
нако оказалось, что один из полученных ей
фага λ в лаборатории Дж. Ледерберга в 1951 г. Н.
штаммов при контакте с родительским штам
Циндером (Norton Zinder, 1928-2012) было от
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1201
крыто явление трансдукции. История этого от
наружили, что перенести удается только ген gal,
крытия описана Zinder в обзоре [83]. Работа
рядом с которым происходит интеграция про
Циндера была связана с попытками картирова
фага. Это явление, получившее название специ
ния хромосомы Salmonella typhimurium c по
фической трансдукции, связано с тем, что с не
мощью конъюгации. Он получил 22 штамма S.
большой вероятностью вырезание генома про
typhimurium из шведской лаборатории К. Лилле
фага происходит неправильно. Дальнейшее ис
енгена и отобрал по несколько двойных ауксот
следование специфической трансдукции приве
рофных мутантов для каждого из этих штаммов.
ло к существенному прогрессу в понимании ме
После контакта различных пар мутантов произ
ханизмов сайт специфической рекомбинации
водили отбор потенциальных рекомбинантов
при интеграции и эксцизии фага λ [73, 74, 78].
(транс конъюгантов) по возврату к прототроф
ности по маркерам одного из штаммов (реципи
ента). В попытках найти подходящие конъюга
ВЗЛЕТ И ПАДЕНИЕ ФАГОВОЙ
ционные пары Циндер обнаружил, что скрещи
ТЕРАПИИ В 1920-1940 ГОДЫ
вания удаются только между мутантами штам
мов LT 2 и LT 22. Однако в отличие от экспери
Совершенно логично, что д’Эрелль, считав
ментов на E. coli K 12, в которых происходила
ший фаги частью естественного иммунитета [26,
одновременно передача значительного числа
29, 85] попытался усилить гипотетическое есте
хромосомных маркеров, в скрещиваниях Цин
ственное лечебное действие фага путем введения
дера переносился каждый раз лишь один мар
больному его препаратов, полученных in vitro.
кер, причем донором оказывался всегда штамм
Эта технология приобрела с его легкой руки
LT 22. При первых же экспериментах перенос
большую популярность в 1920-1930 гг., однако
маркера можно было наблюдать лишь для одной
по различным причинам была практически ос
из исследованных пар штаммов. Для выяснения
тавлена западной медициной к концу 1940 х гг.,
необходим ли для данного переноса прямой
хотя продолжала использоваться в СССР и не
контакт клеток Циндер и Ледерберг использова
которых других странах. В настоящее время фа
ли установку, которая была ранее создана в их
говая терапия (ФТ) вновь рассматривается, как
лаборатории для исследования необходимости
одно из возможных решений кризиса, связан
прямого контакта клеток при конъюгации у E.
ного с распространением резистентности к ан
coli. Прибор представлял собой U образную
тибиотикам. Благодаря этому, первый период
стеклянную трубку, разделенную посередине
фаговой терапии уже стал предметом большого
фарфоровой мембраной с диаметром пор мень
числа исторических работ и обзоров [86-91] и
шим, чем размер бактериальных клеток. Сус
продолжает активно исследоваться в настоящее
пензии клеток штаммов донора и реципиента
время. Здесь мы приведем лишь основные вехи
помещали с разных сторон мембраны. После
сложной и противоречивой истории ФТ.
некоторого времени инкубации культуральную
В 1919 г., практически сразу же после откры
среду продавливали сжатым воздухом из одной
тия бактериофага, д’Эрелль провел обширное и
половины трубки в другую и обратно, при этом
даже по современным меркам хорошо контро
клетки бактерий оставались в своих отсеках. В
лируемое полевое исследование профилакти
отличие от конъюгации у E. coli, в исследуемой
ческой и лечебной эффективности бактериофа
Циндером системе для передачи маркера было
гов против куриной холеры (инфекции, вызван
достаточно контакта с культуральной жид
ной Salmonella gallinarum), которая приводила к
костью культуры донора. Поиск агента, перено
большим экономическим потерям французских
сящего мутацию, привел к обнаружению в су
птицеводов. Он провел исследования по ис
пернатанте донора бактериофага, способного
пользованию бактериофага для борьбы с кури
образовывать бляшки на штамме реципиенте.
ной холерой. В том же году под руководством
Это оказался умеренный фаг Р22. Особенности
проф. Виктора Анри Гутинеля (Victor Henri
механизма упаковки ДНК фага Р22 приводят к
Hutinel (1849-1933)), директора детской боль
частой ошибочной упаковке в некоторые вири
ницы Hôpital des Enfants Malades в Париже, бак
оны случайных фрагментов генома хозяина с
териофаг был применен для лечения дизентерии
образованием трансдуцирующих частиц. По
у ребенка, закончившейся после этого быстрым
этому при каждом акте трансдукции переносит
выздоровлением. Перед этим д’Эрелль, члены
ся лишь небольшой фрагмент хромосомы, со
его семьи, сотрудники, а также некоторые врачи
держащий не более одного маркера. Такое явле
принимали фаг в значительно больших количе
ние получило название общей трансдукции. В
ствах и убедились в отсутствии побочных эф
дальнейшем при попытке исследовать возмож
фектов. Д’Эрелль также вводил себе подкожно
ность трансдукции фагом λ, Morse et al. [84] об
1 мл фагового лизата, что также не вызвало ни
5 БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1202
ЛЕТАРОВ
каких нежелательных эффектов, после чего
К началу 1930 х гг., благодаря энтузиазму
инъекции были выполнены его жене и дочерям,
д’Эрелля и его сотрудников, ФТ приобрела боль
и также без малейших негативных последствий
шую популярность во всем мире, причем не
[33, 87]. Это наблюдение особенно удивительно,
сколько ведущих фармацевтических компаний
поскольку лизат никак не был очищен от ком
во Франции, Англии и США начали продавать
понентов разрушенных клеток, в частности от
фаговые препараты [87]. Производство на одной
липополисахарида, способного вызывать повы
из этих компаний, «Les laboratoires Robert and
шение температуры и даже токсический шок!
Carriere», в Париже было организовано самим
Тем не менее по меркам начала прошлого столе
д’Эреллем перед его отбытием в США в 1928 г.,
тия проведенная оценка безопасности препара
где он получил пост профессора Йельского уни
та была совершенно достаточна, что позволило
верситета [26]. Хотя д’Эрелль придавал большое
пойти на применение бактериофага у больного
значение правильному выбору и приготовлению
ребенка.
лечебных бактериофагов [96, 97] и корректности
Разработанная д’Эрелем фаговая терапия
их рекламы, его деловые партнеры нарушили со
стала вторым этиотропным средством антибак
ответствующие обязательства [26]. Аналогичные
териальной терапии после сальварсана Пауля
проблемы с поддержанием качества наблюда
Эрлиха (Paul Ehrlich, 1854-1915), токсичного
лись и у других производителей, что в итоге было
соединения мышьяка, которое тем не менее
одним из факторов, приведших к дискредитации
весьма успешно употреблялось с 1910 г. для ле
ФТ к концу 1930 х гг. В 1934 г. по заказу Амери
чения сифилиса [92]. В дальнейшем д’Эрелль
канской медицинской ассоциации в ее журнале
совершает несколько путешествий и применяет
«JAMA» был опубликован подробный обзор лите
фаговую терапию для лечения вызванной
ратуры по фаговой терапии, написанный двумя
Pasteurella multocida геморрагической лихорадки
Йельскими профессорами Монро Итоном
крупного рогатого скота в Индокитае, бубонной
(Monroe Eaton) и Стэнхопом Бейн Джонсом
чумы - у четырех заболевших на борту судна,
(Stanhope Bayne Jones) [98]. Авторы отмечали,
проходившего через Суэцкий канал, а также для
что имеются как свидетельства высокой эффек
лечения и профилактики холеры в Индии в
тивности ФТ, так и сообщения о ее неэффектив
1927-1931 гг. [26, 33, 87]. В последнем случае это
ности. В последующих двух обзорах, заказанных
было масштабное исследование, развернувше
этим журналом и вышедших в 1941 и 1945 гг. [99,
еся в провинции Асам. Были выбраны два го
100], авторы также отмечали противоречивость
родка, Наогаон и Габигандж, которые были со
результатов ФТ, при этом во всех трех работах об
поставимы по своим размерам и условиям жиз
суждалось несоответствие между мощным
ни в них. В Наогаоне в 1928 г. сотрудники
действием бактериофагов in vitro и их не всегда
д’Эрелля раздавали сначала ограниченные, а за
достаточной эффективностью in vivo.
тем, с 1929 г., и весьма значительные количества
Хотя по своим выводам данные обзоры мог
фагового препарата. Со второй половины 1929 и
ли бы скорее послужить основанием для даль
до 1935 г. в Наогаоне вспышки холеры не наблю
нейших исследований, появившиеся на рынке
дались, тогда как в контрольном Габигандже
сульфаниламидные препараты, а затем и первые
они продолжались с обычной периодичностью
антибиотики [92] вызывали гораздо больший
и интенсивностью. Однако с 1932 г. индийское
энтузиазм медицинского сообщества. По види
правительство распорядилось раздавать препа
мому, некоторую роль в подрыве доверия к ФТ
раты и населению Габиганджа. И хотя в остав
сыграли также, активно пропагандируемые
шиеся 3 года исследования смертность от холе
д’Эреллем, его «еретические» взгляды на фаги
ры в данном регионе практически сошла на нет
как ключевой компонент естественного имму
(при продолжавшихся вспышках в соседних
нитета [26, 85], которые вступали в противоре
провинциях), отказ от контрольной группы зна
чие с массивом данных активно развивающейся
чительно снизил научную ценность полученно
иммунологии.
го результата [93-95]. История этого реального
Одновременно с описанными событиями в
исследования поразительно совпала с драмати
Европе и США, ФТ развивалась в Советском
ческой историей вымышленного эксперимента
Союзе. К сожалению, большая часть этих иссле
по профилактике и лечению чумы с помощью
дований не была отражена в публикациях в на
фагов, который осуществил герой романа С. Льюи
учных журналах, оставшись на страницах раз
са доктор Мартин Эроусмит, также вынужден
личных сборников, отчетов и монографий,
ный нарушить схему эксперимента под давле
труднодоступных современным исследовате
нием обстоятельств. Как ни удивительно, роман
лям. В значительной мере история ФТ в СССР
«Эроусмит» вышел в 1925 г., за два года до нача
до 1955 г. реконструирована в исследовании D.
ла холерной эпопеи Феликса д’Эрелля.
Myelnikov [89].
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1203
Первые сообщения о выделении бактерио
советской версии пенициллина (названного ей
фагов в СССР датируются 1922 г., а с 1929 г. в
крустозином), организовала производство фагов
Харькове М. Мельником и И. Ручко развернута
в осажденном Сталинграде. Интересно, что Ер
исследовательская программа по лечебному и
мольева стала прототипом Татьяны Власенко
терапевтическому применению фагов против
вой - главной героини романа В. Каверина
дизентерии [89]. В 1933 г. С. Казарновская опуб
«Открытая книга», завершенного в 1956 г. Сюжет
ликовала первую в СССР монографию по бакте
этого произведения во многом перекликается с
риофагии (не считая перевода первой книги
романом «Эроусмит» Синклера Льюиса, однако
д’Эрелля, вышедшего в 1926 г.) [101].
примечательно, что, в отличие от своего реаль
В 1930 е гг. в той или иной степени фаговые
ного прототипа, героиня В. Каверина не участ
исследования были развернуты более, чем в де
вовала в работе с бактериофагами. По видимо
сятке советских институтов от Минска и до Ха
му, это было отражением научной моды того пе
баровска. Одним из важнейших центров стал
риода, когда интерес к ФТ резко упал даже у со
институт в Тбилиси. Его создание связано с дея
ветских микробиологов. В частности, сама З. Ер
тельностью талантливого микробиолога Г. Эли
мольева с конца 1940 х гг. полностью переклю
авы (подробнее биографию Элиавы см. на сайте
чилась на исследования антибиотиков [89].
https://www.multispecies.org/copy of giorgi and
Работы по ФТ были продолжены и в после
felix pt2). Этот ученый дважды стажировался в
военное время. По мнению британского исто
Институте Пастера в Париже, где он работал
рика Д. Мельникова (2018), легкое принятие и
совместно с д’Эреллем, а в начале 1930 х гг. до
последующее сохранение ФТ в СССР было свя
бился от советского правительства приглаше
зано с тем, что идеология этой терапии, и даже
ния д’Эреллю приехать работать в СССР. В
своеобразные теории иммунитета Ф. д’Эрелля
1933-1935 гг. д’Эрелль действительно дважды
были созвучны экологической направленности
посетил СССР [26, 89, 91]. Элиава смог также
русской микробиологической школы, в том
добиться решения о создании нового института,
числе и школы медицинской микробиологии.
строительство которого началось в Тбилиси.
Возможно, определенную роль сыграл и плано
Однако в 1937 г. Элиава был арестован по неле
вый характер советской экономики, при кото
пому обвинению во вредительстве и впослед
ром исследовательские и производственные за
ствии расстрелян. Такая же участь постигла и
дачи перекочевывали из плана в план, и требо
упомянутых выше харьковских исследователей
валось проявление чьей то политической воли,
М. Мельника и И. Ручко. Ф. д’Эрелль более не
чтобы отказаться от тех или иных направлений.
возвращался в СССР. Тем не менее новый инс
Исследовательская работа в области ФТ в
титут в Тбилиси был достроен и начал работу в
1950-1990 гг. преимущественно сводилась к раз
1939 г. Ставшее одним из главных центров фаго
работке новых лекарственных форм и клини
вой терапии в СССР, это учреждение существу
ческому тестированию бактериофагов. Так, в
ет и поныне в Грузии, носит название «Научно
конце 1960 х гг. Солодовниковым с соавт. были
исследовательский институт бактериофага,
проведены несколько масштабных и хорошо
микробиологии и вирусологии им. Г. Элиавы» и
контролируемых экспериментов по изучению
является одним из мировых центров практичес
эффективности сухого дизентерийного бакте
кой фаговой терапии.
риофага как средства профилактики в детских
В годы Второй мировой войны работы по ФТ
коллективах [104-106]. Однако, насколько из
активно вели в основном в интересах военной
вестно автору, существенных попыток усовер
медицины. Специальные бригады хирургов на
шенствования основ ФТ (например, изучения
правляли во фронтовые госпитали для исследо
фармакокинетики, исследования возникнове
вания эффективности фаговой терапии для про
ния резистентных мутантов и т.д.) в СССР не
филактики и лечения раневых инфекций, уно
осуществлялось. Производство фаговых препа
сивших жизни огромного количества солдат и
ратов сохранилось до наших дней, и они присут
офицеров. Ключевую роль в этих работах сыгра
ствуют в аптеках в России и в Грузии. Интерес
ли группы доктора М.П. Покровской из Ленин
но, что сохранение практической ФТ в СССР и
града (исходно ее работа была начата на проти
в некоторых странах Восточной Европы (в
вочумной станции в Ставрополе) и проф. А.П.
Польше и Чехословакии) сыграло свою роль в
Цулукидзе из Тбилисского института [102, 103].
окончательном отказе от ФТ на Западе. Эта тех
Эти исследования дали положительные резуль
нология стала восприниматься как медицина,
таты. Производство фаговых препаратов развер
связанная с коммунистическими или с тотали
тывали даже в непосредственной близости к ли
тарными режимами (так, например, фаговые
нии фронта. Так, Зинаида Виссарионовна Ер
препараты были обнаружены в трофейном ме
мольева (1898-1974), более известная как автор
дицинском оснащении войск Третьего Рейха
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
5*
1204
ЛЕТАРОВ
[87]). Определенное значение имели и иные со
В 1938 г. в Калтехе Дельбрюк встретился с
циально психологические факторы [107].
Эмори Эллисом (Emory Ellis; 1906-2003). Эллис
На Западе производство фаговых препаратов
получил персональную стипендию для исследо
полностью прекратилось в 1970 гг. [87]. Однако с
ваний в области канцерогенеза. Считая, что в
конца 1990 гг. наблюдается возрождение интере
развитии рака принимают участие вирусы, он
са к этой технологии в связи с критическим рос
решил пролить свет на фундаментальную при
том полирезистентных бактериальных инфек
роду последних. Однако в качестве модельного
ций.
объекта он выбрал именно бактериофаги, по
скольку работать с ними было гораздо проще,
чем с вирусами животных или растений. Эллис
РАБОТА ФАГОВОЙ ГРУППЫ И РОЖДЕНИЕ
показал Дельбрюку свои эксперименты по де
МОЛЕКУЛЯРНОЙ БИОЛОГИИ
монстрации жизненного цикла бактериофага
(первые версии эксперимента единичного цик
Зарождение молекулярной генетики бакте
ла роста), которые настолько впечатлили Дельб
риофагов тесно связано с деятельностью Макса
рюка, что он переключился на работу с бактери
Дельбрюка (Max Ludwig Henning Delbruck;
офагами совместно с Эллисом. В 1939 г. они
1906-1981) в Калтехе в 1938-1954 х гг., а также
опубликовали статью «The growth of bacterio
работами Фаговой группы - неформального
phage» [110]. Эта работа далеко выходит за рам
объединения ученых, лидером которого был
ки простого эксперимента единичного цикла
Дельбрюк [47]. В 1969 г. трем первым участни
роста и представляет собой, в сущности, тща
кам Фаговой группы - М. Дельбрюку, Сальва
тельную количественную калибровку выбран
дору Луриа (Salvador Edward Luria (1912-1991))
ной экспериментальной системы, позволяю
и Альфреду Херши (Alfred Day Hershey (1908-
щую не только дать строгую интерпретацию ре
1997)) была присуждена Нобелевская премия.
зультатов, но и заложить основу для дальнейших
Крайне интересна формулировка комитета на
исследований на ее основе. Эллис и Дельбрюк
церемонии вручения: «Честь в первую очередь
оценили влияние разных факторов (температу
принадлежит Дельбрюку, который превратил
ра, плотность газона бактерий, концентрация
исследования бактериофагов из смутного эмпи
агара, время контакта бактерий и фагов до посе
ризма в точную науку» (https://www.nobelprize.
ва) на результаты титрования фага, что позволи
org/prizes/medicine/1969/ceremony speech/). Т.е.
ло им опровергнуть имевшиеся в то время сооб
Нобелевский комитет решил в первую очередь
щения о сложной зависимости числа бляшек от
отметить лауреата не как автора какого то опре
разведения (которое косвенно давало поддерж
деленного открытия или теории, но как челове
ку теории трансмиссивного автолиза Бордэ).
ка, изменившего стиль работы, что привело к
Авторы учли также такой фактор, как эффек
значительному прогрессу в данной области.
тивность посева (efficiency of plating), и экспери
Случай достаточно необычный в практике при
ментально показали, что в их условиях эффек
суждения этой престижной награды. Важным
тивность посева составляет 0,4-0,5 бляшки на
источником информации о деятельности Фаго
одну фаговую частицу (точнее, на 1 минималь
вой группы может служить сборник статей вос
ную заражающую дозу в жидкой культуре). На
поминаний ключевых участников событий, из
конец, авторы исследовали саму кривую роста
данный под редакцией Г. Стента в 1966 г. [108].
фага в разных условиях, изучили разброс урожая
Макс Дельбрюк - немецкий физик теоре
фаговых частиц в отдельных клетках, определи
тик, работавший в начале 30 х гг. с Нильсом Бо
ли константу адсорбции использованного виру
ром в Копенгагене, а также сотрудничавший с
са. Таким образом, хотя формально основной
русским генетиком Н. Тимофеевым Ресовским
результат этой работы практически повторяет
и Г. Мёллером. В 1937 г., получив двухлетнюю
наблюдение д’Эрелля о том, что рост бактерио
стипендию Рокфеллеровского фонда, Дельбрюк
фагов происходит не непрерывно, а «толчками»,
отправляется в США, желая заниматься экспе
методологически она была прорывом на прин
риментальной (!) генетикой. Последовавшие
ципиально новый уровень.
вскоре политические события в Германии и на
В отличие от Бордэ и сторонников его тео
чало Второй мировой войны помешали ему вер
рии, включая Дж. Нортропа, опубликовавшего
нуться на родину. При поддержке Рокфеллеров
свое исследование в том же 1939 г. [111], Дельб
ского фонда и Х.Т. Моргана ему удалось полу
рюк справедливо считал главным проявлением
чить работу в США, и до конца своей научной
деятельности бактериофага не лизис клеток и
карьеры Дельбрюк оставался американским
культур бактерий, но репродукцию частиц виру
ученым, работая в университете Вандербильдта
са. С первых дней знакомства с техникой посева
в Нэшвилле, а затем снова в Калтехе [47, 109].
фага в лаборатории Эллиса Макс Дельбрюк пол
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1205
ностью принял концепцию, что бляшка - это
щихся результатом размножения единственной
макроскопический результат размножения от
клетки, или небольшого числа клеток, как в ре
дельной частицы бактериофага: «Я был совер
альности было в эксперименте Луриа и Дельб
шенно ошеломлен тем, что существует такая
рюка, число вырастающих колоний устойчивых
простая процедура, чтобы визуализировать час
бактерий будет флуктуировать, подчиняясь нор
тицы вируса… Это было за пределами моих са
мальному распределению. В том случае, если
мых диких мечтаний о простых экспериментах
мутации возникают независимо от контакта с
на чем то подобном атому в биологии» (цит. по
фагом, в небольшом числе культур они возник
книге Fischer и Lipson [109]).
нут на ранней стадии роста, и к моменту посева
Именно этот процесс репликации бактерио
будут составлять очень большую долю популя
фага стал центром научных интересов Дельбрю
ции. Таким образом, число пробирок, в которых
ка на ближайшее десятилетие. Вслед за смелыми
количество мутантов резко больше среднего, бу
предположениями Нильса Бора он видел в этом
дет выше, чем предсказывается нормальным
внешне несложном явлении возможное прояв
распределением. Дельбрюк разработал соответ
ление некой комплементарности, основанной,
ствующую математическую модель и статисти
возможно, на квантово механических явлениях.
ческий тест, позволяющий соотнести данные с
Однако в руках исследователей была лишь мето
предсказаниями по обоим вариантам. На осно
дика титрования, которая позволяла визуализи
вании анализа сотен повторностей авторы дока
ровать фаг до его взаимодействия с клеткой и
зали, что выполняются предсказания дарвинов
после выхода из нее. Инфицированная фагом
ской модели. Интересно, что в 1940 е гг. нали
клетка оставалась «черным ящиком».
чие хромосом и генов у бактерий еще не было
Дельбрюк начинает свои собственные экс
широко признано, поэтому значение этой пуб
перименты с целью дальнейшей «калибровки»
ликации для генетики микроорганизмов суще
экспериментальной системы, изучив особен
ственно выходило за рамки проблемы механиз
ности адсорбции фага на клетки и влияние раз
мов эволюции. В 1949 г. этот результат был под
личных факторов на этот процесс [112]. Он по
твержден Newcombe [116], поставившим более
казал, что после адсорбции на клетке хозяине
наглядный эксперимент без использования
вирус перестает быть чувствителен к нейтрали
сложного математического аппарата. После по
зующим антителам, т.е. проникает в клетку
сева бактерий на чашки Newcombe проинкуби
[113], прояснил вопрос об истинной взаимосвя
ровал их несколько часов, чтобы образовались
зи лизиса и репродукции фага [114].
микроколонии. После этого он перераспреде
С 1940 г. М. Дельбрюк начинает сотрудниче
лил бактерии на некоторых чашках, втирая в
ство с Сальватором Луриа, а с 1943 г. к ним при
них небольшое количество стерильного физио
соединился Альфред Херши. Эти трое ученых и
логического раствора. После этого чашки с пе
составили первоначальную Фаговую группу, к
рераспределенной биомассой и чашки с интакт
которой впоследствии присоединились и другие
ными микроколониями были опрысканы из
коллеги. Для того чтобы добиться сопостави
пульверизатора суспензией фага Т1. Очевидно,
мости результатов разных лабораторий, Дельб
что если бы мутации устойчивости возникали
рюк совместно с Дорманом формирует коллек
вследствие контакта с фагом, то перераспреде
цию «авторизованных» фагов - знаменитую Т
ление биомассы не оказало бы влияния на чис
серию (1944 г.), призывая исследователей при
ло устойчивых колоний. Однако в реальности на
соединиться к так называемому «фаговому дого
«перераспределенных» чашках рост устойчивых
вору» и выполнять свои эксперименты именно
бактерий был значительно более интенсивным,
на этих вирусах. Интересно, что Дельбрюк соз
что соответствовало предсказаниям дарвинов
нательно не включил в T серию ни одного уме
ской модели.
ренного фага.
Важнейшим достижением эксперимента Лу
В 1943 г. (технически номер журнала Genetics
риа и Дельбрюка было не столько ниспроверже
вышел в начале 1944 г.) Луриа и Дельбрюк пуб
ние последнего оплота ламаркизма (в адаптации
ликуют, вероятно, наиболее известную свою ра
бактерий), сколько доказательство того, что у
боту - флуктуационный тест [115] - показав
бактерий имеют место истинные мутации, воз
шую, что мутации устойчивости бактерий к фа
никающие до действия силы отбора. Как мы уже
гам возникают до контакта с вирусом, т.е. рабо
видели, сам по себе этот факт был многократно
тает дарвиновский, а не ламарковский меха
продемонстрирован ранее [35], однако методо
низм эволюции. Идея флуктуационного теста
логическое совершенство работы Luria и
заключалась в том, что если устойчивость воз
Delbruck [115] было настолько убедительным,
никает в ответ на воздействие фага, то при посе
что в «коллективной мифологии» научного со
ве на фаговый агар множества культур, являю
общества [12] именно эта публикация воспри
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1206
ЛЕТАРОВ
нималась как рождение генетики бактерий. Тем
ствования бактериофага в клетке, не сводимый
не менее с точки зрения научной программы
к простому наличию вирусных частиц внутри
Дельбрюка это было отклонением от главной
бактерии. Существование эклипс периода было
линии работы.
подтверждено в 1950 г. работами Doermann [120]
В это же время Луриа и Дельбрюк начинают
и Anderson и Doermann [121], применившими
сотрудничать с Т. Андерсоном, который полу
целый набор методов для преждевременного
чил в свое распоряжение один из первых элек
разрушения инфицированных клеток (обработ
тронных микроскопов. Полученные Luria и
ка цианидом, лизис извне высокими дозами фа
Anderson [117] в 1942 г. изображения частиц (ве
га Т6, ультразвуковое разрушение). Впослед
роятно, Т четного) бактериофага позволили ус
ствии в практику вошел лизис с помощью хло
тановить, что они имеют вполне определенную
роформа [122], который употребляют и до наше
морфологию головастика с шестиугольной го
го времени.
ловкой и хвостовым отростком, при этом размер
Чуть ранее Дельбрюк попытался вызвать
этих частиц ( 0,06 × 0,2 мкм) вполне соответ
преждевременный лизис инфицированных кле
ствовал сделанным ранее биофизическим оцен
ток, используя ко инфекцию бактериофагами с
кам (см. выше). Когда авторы показали свои фо
разной длительностью латентного периода
тографии Дж. Бронфенбреннеру, тот восклик
(подход, аналогичный работе Burnet и McKie
нул: «Mейн Готт! У них есть хвосты!» (цит. по
[61] по искусственному лизису лизогенных бак
книге Fischer и Lipson [109]). Таким образом,
терий!). Однако вместо ожидаемого лизиса
именно Бронфенбреннера, по видимому, нужно
Дельбрюк обнаружил взаимное исключение
считать автором термина «хвостатые бактерио
(интерференцию) бактериофагов - при зараже
фаги». Важно отметить, что приоритет элек
нии одной клетки разными фагами успешно
тронно микроскопической визуализации фагов
размножался только один из них [123]. Это яв
принадлежит, несомненно, Ruska [50], см. также
ление (механизмы которого не всегда ясны и в
обзор Kruger et al. [51], но из за войны опубли
наше время) очень увлекло Дельбрюка, так как
кованные в немецких журналах работы не были
он видел в нем возможное проявление той са
доступны в США.
мой квантовой комплементарности, которая,
В дальнейшем, используя электронный мик
как он предполагал, лежит в основе репликации
роскоп, Луриа, Андерсен и Дельбрюк подтвер
вируса (термины «взаимное исключение» и «ин
дили основные этапы жизненного цикла фага,
терференция» заимствованы им из физики). В
вычисленные им по кривым единичного цикла
1946 г. исследования Delbrück и Bailey [124] и,
роста, и также показали, что фаговая частица не
независимо от них, Hershey [125] результатов за
проникает внутрь инфицированной клетки, а
ражения клетки разными вариантами (первона
остается снаружи в течение всего латентного пе
чально использовали полученные Luria [126]
риода.
мутанты фага по спектру хозяев) обнаружили
Стараясь раскрыть суть происходящего в ин
появление гибридных бактериофагов, т.е. нали
фицированной клетке, участники Фаговой
чие у фагов рекомбинации [127]. Таким обра
группы использовали несколько различных
зом, удалось не только доказать существование
подходов. Так, в чрезвычайно изящной работе
генов у вирусов бактерий, но и привести эти
Luria и Latarjet [118], изучая зависимость инак
объекты в сферу действия приемов генетичес
тивации ультрафиолетом инфицированных фа
кого анализа, хорошо разработанных на класси
гом клеток, взятых в разные моменты после ин
ческих объектах генетики (как мы видели выше,
фекции, от дозы облучения, заметили, что рас
практически одновременно генетический ана
четная чувствительность (гипотетического) еди
лиз удалось применить и к бактериям). Таким
ничного фага внутри инфицированной клетки
образом, концепция вируса как трансмиссивно
сначала падает, а ближе к моменту лизиса вновь
го гена, а точнее генетической программы, со
возрастает. Авторы интерпретировали этот как
стоящей из нескольких генов, получила строгие
первоначальное накопление экранирующего ве
экспериментальные доказательства, хотя физи
щества (нуклеиновой кислоты), которое затем
ческая природа гена была в тот момент еще не
«тратится на синтез бактериофага». Отметим,
известна. Сочетание двух упомянутых подходов
что к этому моменту участникам Фаговой груп
(облучения ультрафиолетом и множественных
пы уже была известна классическая работа Avery
инфекций) привело к открытию реактивации
et al. [119], показавших, что ДНК, как минимум,
убитого ультрафиолетом бактериофага при
имеет некоторое отношение к механизму наслед
множественном инфицирофании клетки
ственности, будучи фактором, отвечающим за
[128] - механизм, известный ныне как реком
трансформацию пневмококков. Таким образом,
бинационная репарация. В дальнейшем ис
Луриа и Латаржи описали особый период суще
пользование в качестве модельных объектов rII
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1207
мутантов Т четных бактериофагов, открытых
(CSH) был организован практический курс по
Hershey [125, 129] привело к существенному
работе с бактериофагами, который в 1945-1946
прогрессу в понимании структуры гена благода
гг. вел сам Дельбрюк с помощью двух своих сту
ря ставшим классическими работам еще одного
дентов (с 1947 г. курс вел А. Новик). Также су
участника Фаговой группы - Сеймура Бензера
щественное влияние оказала летняя конферен
[Seymour Benzer (1921-2007)] [130]. Важным
ция (семинар) по бактериофагам и молекуляр
преимуществом этой системы было то, что, по
ной генетики в Колд Спринг Харбор, которая
мимо формирования rII мутантами фага Т4
продолжается и поныне. Важно отметить, что
особых крупных бляшек, эти мутанты были не
помимо научных стандартов М. Дельбрюку
способны к росту на штамме E. coli K 12, лизо
удалось создать на этих мероприятиях атмо
генном по фагу λ. В то же время фаг Т4 дикого
сферу неформального и дружественного науч
типа нормально растет на этом хозяине (этот
ного общения, которая характерна для больши
эффект связан с тем, что гены rIIAB позволяют
нства конференций по бактериофагам и в наши
преодолеть действие антифаговой системы
дни.
rexAB, кодируемой профагом λ). Поэтому обра
Таким образом, подводя итог, можно отме
зование даже минимального количества частиц
тить, что природа вируса как особой формы
дикого типа в результате скрещивания двух раз
жизни, представляющей собой трансмиссивную
ных rII мутантов было легко обнаружить. Поми
генетическую программу, была выяснена в ре
мо скрещиваний фагов Бензером был предло
зультате исследований жизненных циклов бак
жен так называемый цис транс тест, основан
териофагов. Интересно, что эта работа шла
ный на комплементации белковых продуктов
практически параллельно со стороны исследо
при совместном заражении клетки мутантами
вателей лизогении (решающий вклад в которые
по разным генам, но не разными мутантами по
сделали А. Львов, а также группа Дж. Ледербер
одному и тому же гену [130], что позволило
га), а также исследований литического цикла на
очертить методами высокоразрешающего гене
модели фагов Т серии, осуществленных Фаго
тического картирования границы отдельных ге
вой группой, вдохновляемой харизматическим
нов или, в терминологии Бензера, цистронов (в
лидером в лице М. Дельбрюка.
частности, rIIA и rIIB). Достигнутая разрешаю
щая способность генетического картирования
rII области даже позволила Crick et al. [131] вы
ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ
числить основные свойства генетического кода,
БИОЛОГИИ БАКТЕРИОФАГОВ
используя исключительно результаты скрещи
ваний ряда rII мутантов!
Начиная с 1960 х гг. исследования бактерио
Последним штрихом для формирования
фагов перестали быть результатом усилий отно
современной концепции вируса стал широко
сительно небольшого числа микробиологов, ви
известный эксперимент Hershey и Chase [132],
русологов и генетиков, но превратились в одно
которые в 1952 г., используя радиоактивную
из важнейших направлений биологической нау
метку, показали, что при инфекции фагом Т2
ки, с большим количеством лабораторий и
практически весь белок фаговой частицы, поме
действующих лиц.
ченный радиоактивной серой, остается снаружи
Интенсивные исследования небольшого на
клетки, а меченная фосфором ДНК полностью
бора модельных объектов позволили еще в
проникает в клетку. Это доказывало, что ДНК
1950-1960 гг. выяснить основные закономер
не только отвечает за некоторые гены (что было
ности морфогенеза вирусных частиц, что стало
показано Avery et al. [119] в 1944 г.), но является
возможным не только благодаря прогрессу ме
носителем всех генов сложной генетической
тодов электронной микроскопии, но и в резуль
программы репродукции бактериофага.
тате создания методов работы с условно леталь
В следующем 1953 г. Дж. Уотсон, работавший
ными мутантами бактериофагов, дефектными
ранее под руководством С. Луриа, и Ф. Крик
по синтезу различных морфогенетических бел
опубликовали их знаменитую модель структуры
ков. Заражая такими мутантами клетки бакте
ДНК, что позволило вышеприведенной кон
рий в непермиссивных условиях (или используя
цепции быстро стать общепринятой.
непермиссивные штаммы хозяев, лишенные со
Немалую роль в быстром принятии новой
ответствующих супрессорных генов), удавалось
концепции вируса сыграли и непосредственные
получить в достаточном количестве промежу
усилия Фаговой группы по распространению
точные продукты морфогенеза [49].
(или, выражаясь современным языком, прод
В 1960-1980 гг. были открыты большинство
вижению) своих подходов в научном сообщест
семейств нехвостатых бактериофагов, некото
ве. С 1945 г. в лаборатории Колд Спринг Харбор
рые из которых стали важными модельными
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1208
ЛЕТАРОВ
объектами молекулярной биологии (например,
рытия в сущности изменили представления о
РНК содержащий фаг MS2 семейства
вирусах бактерий как о молекулярных парази
Leviviridae, содержащие одноцепоченую ДНК
тах. Современные представления о взаимодей
фаги ϕX174 (Microviridae) и нитчатый фаг М13
ствиях бактериофагов и их хозяев изобилуют
(Inoviridae) [2, 133]). Фаг ϕX174 стал первым ор
примерами, когда такое взаимодействие оказы
ганизмом, геном которого был полностью сек
вается выгодно не только вирусу, но и хозяину,
венирован в 1977 г. [134].
причем соответствующие эффекты описаны на
В дальнейшем исследования взаимодей
всех уровнях организации, от отдельных генов и
ствий фаг клетка дали большую часть инстру
геномов до экосистем и биосферы в целом. Та
ментария генной инженерии (эндонуклеазы
ким образом, можно утверждать, что отношения
рестрикции, ДНК лигазу, системы сайт специ
типа паразитизма являются лишь частным про
фической рекомбинации, а позднее CRISPR
явлением феномена бактериофагии, являюще
Cas редактирование геномов [133]. В 1985 г. бы
гося одной из фундаментальных основ сущест
ли разработаны методы фагового дисплея, за
вования микробной жизни на нашей планете [2,
создание которых в 2018 г. Г. Смиту и сэру Г.
133, 136, 137].
Винтеру присуждена Нобелевская премия по
Однако автор считает преждевременным де
химии [135].
тальное рассмотрение истории этих исследова
С конца 1990 гг. биология бактериофагов
ний ввиду того, что эта история творится непо
постепенно переключается с детального изуче
средственно на наших глазах, и автор считает
ния немногочисленных классических модель
невозможным выделить наиболее существен
ных систем [136] на широкое исследование био
ные работы и открытия (автоматически исклю
разнообразия вирусов прокариот (к бактерио
чив из числа существенных все другие). Воз
фагам добавились вирусы архей, активно изуча
можно, это будет более уместно сделать спустя
емые с 1990 х гг.). Резкое расширение спектра
еще несколько десятилетий, когда большинство
объектов стало возможным благодаря развитию
ученых, работавших в этой области в данный
методов геномики и метагеномики, биоинфор
период времени, сойдут со сцены.
матического анализа, а также более производи
тельных подходов структурной вирусологии, та
ких, как криоэлектронная реконструкция и
Финансирование. Работа поддержана Рос
криоэлектронная томография. В этот же период
сийским фондом фундаментальных исследова
стала очевидной существенная роль вирусов
ний (грант № 19 14 50503).
бактерий и архей в экологии большинства при
Благодарности. Автор благодарен Е.Е. Кули
родных экосистем [137].
кову за ценные замечания и помощь в оформле
Глубокое изучение вопросов экологии и сов
нии рукописи.
местной эволюции бактерий и фагов, открытие
Конфликт интересов. Автор заявляет об отсут
и характеристика родственных бактериофагам
ствии конфликта интересов.
клеточных структур бактерий, а также большое
Соблюдение этических норм. Настоящая
число открытых примеров кооперативного взаи
статья не содержит каких либо исследований с
модействия бактерий и фагов (в особой степени
участием людей или использованием животных
это касается умеренных вирусов) и другие отк
в качестве объектов.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.
Stent, G. S. (1960) Papers on Bacterial Viruses, Boston,
8. Киценко О. С., Киценко Р. Н., Белова Л. И. (2015)
Mass., pp. 365, doi: 10.1126/science.134.3471.44 c.
Проблемы медицинского обеспечения Красной Армии
2.
Летаров А. В. (2019) Современные концепции биологии
в годы Великой Отечественной войны (по свидетель
бактериофагов, ДеЛи, М.
ствам медиков Сталинграда), Вестник Волгоградского
3.
Шлегель Г. Г. (2020) История микробиологии, URSS, М.
государственного медицинского университета, 53, 86 88.
4.
Debré, P. (1998) Louis Pasteur, John Hopkins University
9. Silva, M. (2018) From Bombay to Rio de Janeiro: the circula
Press, Baltimore.
tion of knowledge and the establishment of the Manguinhos
5.
Lakhtakia, R. (2014) The legacy of Robert Koch: surmise,
laboratory, 1894 1902, Hist. Cienc. Saude Manguinhos, 25,
search, substantiate, Sultan Qaboos Univ. Med. J., 14, e37
639 657, doi: 10.1590/S0104 59702018000400003.
e41, doi: 10.12816/0003334.
10. URL: URL: http://www.samoupravlenie.ru/37 10.php.
6.
Blevins, S. M., and Bronze, M. S. (2010) Robert Koch and
11. Van Kammen, A. (1999) Beijerinck’s contribution to the
the “golden age” of bacteriology, Int. J. Infect. Dis., 14,
virus concept - an introduction, Arch. Virol. Suppl., 15, 1
e744 e751, doi: 10.1016/j.ijid.2009.12.003.
8, doi: 10.1007/978 3 7091 6425 9_1.
7.
Winau, F., and Winau, R. J. M. (2002) Emil von Behring
12. Summers, W. C. (1991) From culture as organism to
and serum therapy, Microbes Infect.,
4,
185188,
organism as cell: historical origins of bacterial genetics, J.
doi: 10.1016/s1286 4579(01)01526 x.
Hist. Biol., 24, 171 190, doi: 10.1007/BF00209428.
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1209
13.
Ivanovski, D. (1892) Über die mosaikkrankheit der tabak
Richard Bruynoghe (1881 1957), J. Hist. Biol., 49, 559
spflanze, Bulletin scientifique publié par l’Académie impéri
580, doi: 10.1007/s10739 015 9429 0.
ale des sciences de Saint Pétersbourg, 35, 67 70.
35.
Gratia, A. (1921) Studies on the d’Herelle phenomenon, J.
14.
Loeffler, F., and Frosch, P. (1898) Report of the commis
Exp. Med., 34, 115 126, doi: 10.1084/jem.34.1.115.
sion for research on foot and mouth disease, Zent. Bakt.
36.
Bordet, J., and Ciuca, M. (1921) Remarques sur l’his
Parasitkde. Abt. I, 23, 371 391.
torique des recherches concernant la lyse microbienne
15.
Ивановский Д. И. (1892) Мозаичная болезнь табака,
transmissible, Compt. Rend. Soc. Biol., 84, 745 747.
Труды Варшавского университета, 6, 49 72.
37.
McKinley, E. B. (1925) Sérum antilytique obtenu par
16.
Жирнов О. П., Георгиев Г. П. (2017) Д.И. Иванов
immunisation contre une bactйrie normale, Compt. Rend.
ский - первооткрыватель вирусов как новой формы
Soc. Biol., 93, 1050 1052.
биологической жизни, Вестник Российской академии
38.
Northrop, J. H., and Krueger, A. P. (1932) The role of
медицинских наук, 72, 84 86.
intracellular bacteriophage in lysis of susceptible staphylo
17.
Los, M., Czyz, A., Sell, E., Wegrzyn, A., Neubauer, P., and
cocci, J. Gen. Physiol., 15, 329332, doi: 10.1085/
Wegrzyn, G. (2004) Bacteriophage contamination: is there
jgp.15.3.329.
a simple method to reduce its deleterious effects in labora
39.
Northrop, J. H. (1937) Chemical nature and mode of for
tory cultures and biotechnological factories? J. Appl.
mation of pepsin, trypsin and bacteriophage, Science, 86,
Genet., 45, 111 120.
479 483, doi: 10.1126/science.86.2239.479.
18.
Abedon, S. T., Thomas Abedon, C., Thomas, A., and
40.
Bordet, J. B. V. (1931) Croonian Lecture. - The theories of
Mazure, H. (2011) Bacteriophage prehistory: is or is not
the bacteriophage, Proc. R. Soc. Ser. B, 107, 398 417,
Hankin, 1896, a phage reference? Bacteriophage, 1, 174
doi: 10.1098/rspb.1931.0005.
178, doi: 10.4161/bact.1.3.16591.
41.
Appelmans, R. (1921) Le dosage du bactériophage, Compt.
19.
Hankin, E. H. (1896) The bactericidal action of the waters
Rend. Soc. Biol., 85, 701.
of the Jamuna and Ganges rivers on Cholera microbes,
42.
Gratia, J. P. (2000) Andre Gratia: a forerunner in micro
Ann. Inst. Pasteur, 10, 511 523.
bial and viral genetics, Genetics, 156, 471 476.
20.
Гамалея Н. Ф. (1898) Бактериолизины - ферменты, раз
43.
Gratia, A. (1922) The Twort d’Herelle phenomenon: II.
рушающие бактерии, Русский архив патологии, 607 613.
Lysis and microbic variation, J. Exp. Med., 35, 287 302,
21.
Bardell, D. (1982) An 1898 report by Gamaleya for a lytic
doi: 10.1084/jem.35.3.287.
agent specific for Bacillus anthracis, J. Hist. Med. Allied
44.
Summers, W. C. (1991) On the origins of the science in
Sci., 37, 222 225, doi: 10.1093/jhmas/xxxvii.2.222.
Arrowsmith: Paul de Kruif, Felix d’Herelle, and phage, J.
22.
Thomas, G. H. (2014) Frederick William Twort: not just
Hist. Med. Allied Sci., 46, 315 332, doi: 10.1093/jhmas/
bacteriophage, in Microbiology Society.
46.3.315.
23.
Twort, F. W. (1915) An investigation on the nature of ultra
45.
Gratia, A. (1936) Des relations numeriques entre bacteries
microscopic viruses, Lancet, 186, 1241 1243.
lysogènes et particules de bactériophage, Ann. Inst. Pasteur,
24.
Кунин Е. В. (2017) Логика случая. О природе и происE
57, 652 676.
хождении биологической эволюции, ЗАО «Центрполи
46.
Muller, H. J. (1922) Variation due to change in the individ
граф», Москва.
ual gene, Am. Naturalist, 56, 32 50.
25.
Twort, F. W. (1936) Further investigations on the nature of
47.
Summers, W. C. (1993) How bacteriophage came to be
ultra microscopic viruses and their cultivation, J. Hyg.
used by the Phage Group, J. Hist. Biol., 26, 255 267,
(Lond), 36, 204 235, doi: 10.1017/s0022172400043606.
doi: 10.1007/Bf01061969.
26.
Dublanchet, A. (2017) Autobiographie de Félix dHérelle.
48.
Schlesinger, M. (1934) Zur frage der chemischen zusam
Les pérégrinations dun bactériologiste, Lavoisier, Paris.
mensetzung des bakteriophagen, Biochem. Z., 273, 306.
27.
Summers, W. C. (2016) Felix Hubert d’Herelle (1873
49.
Grafe, A. (1991) A history of experimental virology,
1949): history of a scientific mind, Bacteriophage, 6,
Springer Verlag, Berlin; New York.
e1270090, doi: 10.1080/21597081.2016.1270090.
50.
Ruska, H. (1940) Die Sichtbarmachung der bakteriophagen
28.
D’Hérelle, F. (2007) On an invisible microbe antagonistic
lyse im Übermikroskop, Naturwissenschaften, 28, 45 46.
toward dysenteric bacilli: brief note by Mr. F. D’Herelle,
51.
Kruger, D. H., Schneck, P., and Gelderblom, H. R. (2000)
presented by Mr. Roux. 1917, Res. Microbiol., 158, 553,
Helmut Ruska and the visualisation of viruses, Lancet, 355,
doi: 10.1016/j.resmic.2007.07.005.
1713 1717, doi: 10.1016/s0140 6736(00)02250 9.
29.
D’Hérelle, F. (1921) Le bactériophage; son rôle dans l’im
52.
Kirchhelle, C. (2019) The forgotten typers: the rise and fall
munité, Masson et cie, Paris.
of Weimar bacteriophage typing (1921-1935), Notes
30.
Д’Эрелль, Ф. (1926) Бактериофаг и его значение для имE
Records, doi: 10.1098/rsnr.2019.0020.
мунитета, (пер. под ред. [и с предисл.] проф. С. В.
53.
Lwoff, A. (1953) Lysogeny, Bacteriol. Rev., 17, 269 337.
Коршуна), Гос. Изд во, Москва, Ленинград.
54.
Otto, R., and Munter, H. (1921) Zum d’Herelleschen
31.
D’Hérelle, F. (1931) An address on bacteriophagy and
Phänomen, Dtsch. Med. Wchnschrft, 47, 1579.
recovery from infectious diseases, Can. Med. Assoc. J., 24,
55.
Otto, R., and Munter, H. (1923) Weitere untersuchungen
619 628.
zum d’Herelleschen Phänomen, 100, 402 415.
32.
Schmalstieg, F. C., Jr., and Goldman, A. S. (2009) Jules
56.
Bail, O. (1922) Elementarbakteriophagen des Shigabacil
Bordet (1870 1961): a bridge between early and modern
lus, Wien. Klin. Wochenschr., 35, 722 724.
immunology, J. Med. Biogr., 17, 217 224, doi: 10.1258/
57.
Gildmeister, E., and Herzberg, K. (1924) Zur theorie der
jmb.2009.009061.
bakteriophagen (d’Herelle Lysine). 6. Mitteilung über das
33.
D’Hérelle, F., and Smith, G. H. (1926) The bacteriophage
d’Herellesche phanomen, Zentr Bakteriol Parasitenk I Abt.
and its behavior, The Williams & Wilkins Company, p. 629.
Orig., 93, 402 420.
34.
Billiau, A. (2016) At the centennial of the bacteriophage:
58.
Bail, O. (1925) Der Kolistamm 88 von Gildemeister und
reviving the overlooked contribution of a forgotten pioneer,
Herzberg, Med. Klein., 21, 1271 1273.
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1210
ЛЕТАРОВ
59.
Bordet, J. (1925) Le problème de l’autolyse microbienne
83. Zinder, N. D. (1992) Forty years ago: the discovery of bac
transmissible ou du bactériophage, Annales de l’Institut
terial transduction, Genetics, 132, 291 294.
Pasteur, 1 47.
84. Morse, M. L., Lederberg, E. M., and Lederberg, J. (1956)
60.
Bordet, J., and Renaux, E. (1928) L’autolyse bacterienne
Transduction in Escherichia coli K 12, Genetics, 41, 142
transmissible ou le bacteriophage, Ann. Inst. Pasteur, 42, 1283.
156.
61.
Burnet, F. M., and McKie, M. (1929) Observations on a
85. Fruciano, D. E., and Bourne, S. (2007) Phage as an
permanently Lysogenic Strain of B. enteritidis gaertner,
antimicrobial agent: d’Herelle’s heretical theories and their
Australian J. Exp. Biol. Med. Sci., 6, 277 284.
role in the decline of phage prophylaxis in the West, Can. J.
62.
Sankaran, N. (2010) The bacteriophage, its role in
Infect. Dis. Med. Microbiol., 18, 19 26, doi: 10.1155/2007/
immunology: how Macfarlane Burnet’s phage research
976850.
shaped his scientific style, Stud. Hist. Philos. Biol. Biomed.
86. Summers, W. C. (2012) The strange history of phage ther
Sci., 41, 367 375, doi: 10.1016/j.shpsc.2010.10.012.
apy, Bacteriophage, 2, 130 133, doi: 10.4161/bact.20757.
63.
Burnet, F. M. (1934) The bacteriophages, Biol. Rev., 9,
87. Summers, W. C. (2001) Bacteriophage therapy, Annu. Rev.
332 350.
Microbiol., 55, 437451, doi: 10.1146/annurev.micro.
64.
Dooren de Jong, E. D.
(1931) Studien über
55.1.437.
Bakteriophagie. I. Über Bac. megatherium und den darin
88. Almeida, G. M. F., and Sundberg, L. R. (2020) The for
anwesenden Bakteriophagen, Zentralbl. Bakter.
gotten tale of Brazilian phage therapy, Lancet Infect. Dis.,
Parasitenkund. Abt. I. Orig., 120.
20, e90 e101, doi: 10.1016/S1473 3099(20)30060 8.
65.
Wollman, E. (1928) Bactériophagie et processus similaires.
89. Myelnikov, D. (2018) An alternative cure: the adoption and
Hérédité ou infection, Bull. Inst. Pasteur, 26, 1 14.
survival of bacteriophage therapy in the USSR, 1922 1955,
66.
Wollman, E. (1934) Bactériophagie (autolyse hérédocon
J. Hist. Med. Allied Sci., 73, 385 411, doi: 10.1093/
tagieuse) et bactériophages (facteurs lysogènes), Bull. Inst.
jhmas/jry024.
Pasteur, 32, 945 955.
90. Gelman, D., Eisenkraft, A., Chanishvili, N., Nachman,
67.
Wollman, E., and Wollman, E. (1936) Régénération des
D., Coppenhagem Glazer, S., and Hazan, R. (2018) The
bactériophages chez le B. megatherium lysogène, CR Soc.
history and promising future of phage therapy in the mili
Biol., 122, 190 192.
tary service, J. Trauma Acute Care Surg., 85, S18 S26,
68.
Wollman, E., and Wollman, E. (1937) Les phases de bacte
doi: 10.1097/TA.0000000000001809.
riophages (facteurs lysogènes), CR Soc. Biol., 124, 931 934.
91. Chanishvili, N. (2012) Phage therapy - history from Twort
69.
Lwoff, A., and Gutmann, A. (1950) Recherches sur un
and d’Herelle through Soviet experience to current
Bacillus megatherium lysogene, Ann. Ins.t Pasteur (Paris),
approaches, Adv. Virus Res., 83, 3 40, doi: 10.1016/B978
78, 711 739.
0 12 394438 2.00001 3.
70.
Lwoff, A., Siminovitch, L., and Kjeldgaard, N. (1950)
92. Zaffiri, L., Gardner, J., and Toledo Pereyra, L. H. (2012)
Induction of the production of bacteriophages in lysogenic
History of antibiotics. From Salvarsan to cephalosporins, J.
bacteria, Ann. Inst. Pasteur (Paris), 79, 815 859.
Invest. Surg., 25, 67 77, doi: 10.3109/08941939.2012.
71.
Херш, А. Д. (1975) Фаг лямбда, Мир, Москва, с. 7 20.
664099.
72.
Херши А. Д. (1975) Фаг лямбда, Мир, Москва, с. 21 64.
93. Summers, W. C. (1993) Cholera and plague in India: the
73.
Gottesman, M. E., and Weisberg, R. A. (2004) Little lamb
bacteriophage inquiry of 1927 1936, J. Hist. Med. Allied
da, who made thee? Microbiol. Mol. Biol. Rev., 68, 796
Sci., 48, 275 301, doi: 10.1093/jhmas/48.3.275.
813, doi: 10.1128/MMBR.68.4.796 813.2004.
94. D’Hérelle, F., and Malone, R. H. (1927) A preliminary
74.
Hayes, W. (1980) Portraits of viruses: bacteriophage lamb
report of work carried out by the cholera bacteriophage
da, Intervirology, 13, 133 153, doi: 10.1159/000149119.
enquiry, Ind. Med. Gaz., 62, 614 616.
75.
Casjens, S. R., and Hendrix, R. W. (2015) Bacteriophage
95. D’Hérelle, F. (1929) Studies upon asiatic cholera, Yale J.
lambda: early pioneer and still relevant, Virology, 479B480,
Biol. Med., 1, 195 219.
310 330, doi: 10.1016/j.virol.2015.02.010.
96. D’Hérelle, F. (1931) Bacteriophage as a treatment in acute
76.
Lederberg, J., and Tatum, E. L. (1946) Gene recombina
medical and surgical infections, Bull. N Y Acad. Med., 7,
tion in Escherichia coli, Nature, 158, 558, doi: 10.1038/
329 348.
158558a0.
97. Kuhl, S. J., and Mazure, H. (2011) d’Hйrelle. Preparation
77.
Lederberg, E. M. (1951) Lysogenicity in E. coli K 12,
of therapeutic bacteriophages, Appendix 1 from: Le
Genetics, 36, 560 560.
Phénomène de la Guérison dans les maladies infectieuses:
78.
Campbell, A. (2007) Phage integration and chromosome
Masson et Cie, 1938, Paris-OCLC 5784382, BacterioE
structure. A personal history, Annu. Rev. Genet., 41, 1 11,
phage, doi: 10.4161/bact.1.2.15680.
doi: 10.1146/annurev.genet.41.110306.130240.
98. Eaton, M. D., and Bayne Jones, S. (1934) Bacteriophage
79.
Lederberg, E. M., and Lederberg, J. (1953) Genetic stud
therapy: review of the principles and results of the use of
ies of lysogenicity in Escherichia coli, Genetics, 38, 51 64.
bacteriophage in the treatment of infections, J. Am. Med.
80.
Wollman, E., and Jacob, F. (1957) Sur les processus de
Assoc., 103, 1769 1776.
conjugaison et de recombinaison chez Escherichia coli. 2.
99. Krueger, A. P., and Scribner, E. J. (1941) The bacterio
La localisation chromosomique du prophage gamma et les
phage: its nature and its therapeutic use, J. Am. Med.
consequences genetiques de l’induction zygotique, Ann.
Assoc., 116, 2269 2277.
Inst. Pasteur, 93, 323 339.
100. Morton, H. E., and Engley, F. B., Jr (1945) Dysentery bac
81.
Ptashne, M. (1967) Isolation of the lambda phage repres
teriophage. Review of the literature on its prophylactic and
sor, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 57, 306 313, doi: 10.1073/
therapeutic uses in man and in experimental infections in
pnas.57.2.306.
animals, J. Am. Med. Assoc., 127, 584 591.
82.
Пташне, М. (1988) Переключение генов. Регуляция генE
101. Казарновская С. С. (1932) Бактериофагия, Издатель
ной активности и фаг лямбда, Мир, М.
ство Академии Наук, Ленинград.
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
ИСТОРИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ БАКТЕРИОФАГОВ
1211
102. Цулукидзе А. (1941) Опыт применения бактериофага в
119. Avery, O. T., Macleod, C. M., and McCarty, M. (1944)
условиях военного травматизма, Грузмедгиз, Тбилиси.
Studies on the chemical nature of the substance inducing
103. Покровская М. П., Каганова Л. С., Морозенко М. А.,
transformation of pneumococcal types : induction of trans
Булгакова А. Г., Скаценко Е. Е. (1941) Лечение ран бакE
formation by a desoxyribonucleic acid fraction isolated
териофагом, Медгиз, М. Л.
from Pneumococcus type III, J. Exp. Med., 79, 137 158,
104. Павлова Л. И., Сумароков А. А., Солодовников Ю. П.,
doi: 10.1084/jem.79.2.137.
Никитюк Н. М. (1973) К вопросу о применении ди
120. Doermann, A. H. (1952) The intracellular growth of bac
зентерийного бактериофага в качестве средства про
teriophages. I. Liberation of intracellular bacteriophage T4
филактики дизентерии (обзор литературы), Журн.
by premature lysis with another phage or with cyanide, J.
микр. эпид. иммун., 50, 27 32.
Gen. Physiol., 35, 645 656, doi: 10.1085/jgp.35.4.645.
105. Солодовников Ю. П., Павлова Л. И., Гарнова Н. А.,
121. Anderson, T. F., and Doermann, A. H. (1952) The intra
Ногтева Ю. Б., Сотемский Ю. С. (1971) Профилакти
cellular growth of bacteriophages. II. The growth of T3
ческое применение сухого поливалентного дизенте
studied by sonic disintegration and by T6 cyanide lysis of
рийного бактериофага с пектином в детских дош
infected cells, J. Gen. Physiol., 35, 657 667, doi: 10.1085/
кольных учреждениях. Сообщение 2. К обоснованию
jgp.35.4.657.
тактики и схемы применения бактериофага в совре
122. Séchaud, J., and Kellenberger, E. (1956) Lyse précoce,
менных условиях, Журн. микр. эпид. иммун., 48, 123
provoquée par le chloroforme, chez les bactéries infectées par
127.
du bactériophage, Ann. Inst. Pasteur (Paris), 90, 102 106.
106. Солодовников Ю. П., Павлова Л. И., Емельянов П. И.,
123. Delbrück, M. (1945) Interference between bacterial virus
Гарнова Н. А., Ногтева Ю. Б., Сотемский Ю. С., Бог
es; the mutual exclusion effect and the depressor effect, J.
дашич О. М., Аршинова В. В. (1970) Профилактичес
Bacteriol., 50, 151 170.
кое применение сухого поливалентного дизентерий
124. Delbrück, M., and Bailey, W. T. (1946) Induced mutations
ного бактериофага с пектином в дошкольных учреж
in bacterial viruses, Cold Spring Harbor Symposia on
дениях. Сообщение 1. Результаты строго контролиру
Quantitative Biology, 11, 33 37.
емого эпидемиологического опыта (Ярославль, 1968),
125. Hershey, A. D. (1946) Mutation of bacteriophage with
Журн. микр. эпид. иммун., 47, 131 137.
respect to type of plaque, Genetics, 31, 620 640.
107. Jones, E. H., Letarov, A. V., and Clokie, M. (2020) Neat
126. Luria, S. E. (1945) Mutations of bacterial viruses affecting
science in a messy world: the global impact of human
their host range, Genetics, 30, 84 99.
behavior on phage therapy, past and present, PHAGE, 1,
127. Luria, S. E. (1948) Sex in bacteria and viruses, Sci. Mon.,
16 22.
66, 159 162.
108. Phage and the origins of molecular biology (1966) (Cairns, J.,
128. Luria, S. E. (1947) Reactivation of ultraviolet inactivated
Stent, G. S., and Watson, J. D., eds), Cold Springs Harbor
bacteriophage particles inside double infected host cells, J.
Laboratory Press, New York.
Bacteriol., 54, 79.
109. Fischer, E. P., and Lipson, C. (1988) Thinking About
129. Hershey, A. D., and Rotman, R. (1949) Genetic recombi
Science: Max Delbrück and the Origins of Molecular Biology,
nation between host range and plaque type mutants of
Norton, New York.
bacteriophage in single bacterial cells, Genetics, 34, 44 71.
110. Ellis, E. L., and Delbruck, M. (1939) The growth of bacte
130. Benzer, S. (1955) Fine structure of a genetic region in bac
riophage, J. Gen. Physiol., 22, 365 384, doi: 10.1085/jgp.
teriophage, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 41, 344 354,
22.3.365.
doi: 10.1073/pnas.41.6.344.
111.
Northrop, J. H. (1939) Increase in bacteriophage and
131. Crick, F. H., Barnett, L., Brenner, S., and Watts Tobin, R. J.
gelatinase concentration in cultures of Bacillus megatheriE
(1961) General nature of the genetic code for proteins,
um, J. Gen. Physiol., 23, 59 79, doi: 10.1085/jgp.23.1.59.
Nature, 192, 1227 1232, doi: 10.1038/1921227a0.
112. Delbrück, M. (1940) Adsorption of bacteriophage under
132. Hershey, A. D., and Chase, M. (1952) Independent func
various physiological conditions of the host, J. Gen.
tions of viral protein and nucleic acid in growth of bacte
Physiol., 23, 631 642, doi: 10.1085/jgp.23.5.631.
riophage, J. Gen. Physiol., 36, 39 56, doi: 10.1085/jgp.
113. Delbrück, M. (1945) Effects of specific antisera on the
36.1.39.
growth of bacterial viruses (bacteriophages), J. Bacteriol.,
133. Salmond, G. P., and Fineran, P. C. (2015) A century of the
50, 137 150.
phage: past, present and future, Nat. Rev. Microbiol., 13,
114. Delbrück, M. (1940) The growth of bacteriophage and lysis
777 786, doi: 10.1038/nrmicro3564.
of the host, J. Gen. Physiol., 23, 643 660, doi: 10.1085/
134. Sanger, F., Air, G. M., Barrell, B. G., Brown, N. L.,
jgp.23.5.643.
Coulson, A. R., Fiddes, C. A., Hutchison, C. A.,
115. Luria, S. E., and Delbruck, M. (1943) Mutations of bacte
Slocombe, P. M., and Smith, M. (1977) Nucleotide
ria from virus sensitivity to virus resistance, Genetics, 28,
sequence of bacteriophage phi X 174 DNA, Nature, 265,
491 511.
687 695, doi: 10.1038/265687a0.
116. Newcombe, H. B. (1949) Origin of bacterial variants,
135. Barderas, R., and Benito Pena, E. (2019) The 2018 Nobel
Nature, 164, 150, doi: 10.1038/164150a0.
Prize in chemistry: phage display of peptides and antibod
117. Luria, S. E., and Anderson, T. F. (1942) The identification
ies, Anal. Bioanal. Chem., 411, 2475 2479, doi: 10.1007/
and characterization of bacteriophages with the electron
s00216 019 01714 4.
microscope, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 28, 127 130,
136. Calendar, R. (2006) The bacteriophages, 2 edn., Oxford
doi: 10.1073/pnas.28.4.127.
University Press, p. 746.
118. Luria, S. E., and Latarjet, R. (1947) Ultraviolet irradiation
137. Weinbauer, M. G. (2004) Ecology of prokaryotic viruses,
of bacteriophage during intracellular growth, J. Bacteriol.,
FEMS Microbiol. Rev., 28, 127 181, doi: 10.1016/j.fem
53, 149 163.
sre.2003.08.001.
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020
1212
ЛЕТАРОВ
HISTORY OF EARLY BACTERIOPHAGE RESEARCH
AND EMERGENCE OF THE KEY CONCEPTS IN VIROLOGY
Review
A. V. Letarov1,2
1 Winogradsky Institute of Microbiology, RC Biotechnology, Russian Academy of Sciences,
117312 Moscow, Russia; EEmail: letarov@gmail.com
2 Lomonosov Moscow State University, Faculty of Biology, 119234 Moscow, Russia
Received July 6, 2020
Revised August 2, 2020
Accepted August 2, 2020
Bacterial viruses - bacteriophages - were discovered 20 years after the discovery of plant and animal viruses; howev
er, the first 40 years of bacteriophage studies had resulted in the establishment of modern concepts of virology and, to
a great degree, formed the basis for emergence of molecular genetics and molecular biology. Certain aspects of early
history of bacteriophage research have been described in detail in many special publications. In this review, we pre
sent a general timeline of the key events that have led to the establishment of main principles of virology. In particu
lar, confrontation of the ideas of F. d’Herelle and J. Bordet on the bacteriophage nature is discussed together with the
history of lysogeny phenomenon discovery and elucidation of its nature, works of the Delbrück’s Phage Group in the
USA, development of methodology for bacteriophage genetic analysis, and other studies that have paved the way to
the recognition of the virus (bacteriophage) as a transmissive genetic program. The history of the early attempts of
practical applications of bacteriophages, such as phage therapy and phage typing, is also presented.
Keywords: bacteriophages, history of studies, bacteriophage discovery, the Phage Group, discovery of lysogeny, histo
ry of phage therapy
БИОХИМИЯ том 85 вып. 9 2020