Глава 4. Диссертация, или «Как поймать льва в пустыне»

Как говорит Бхагавадгита (книга древнеиндийской мудрости из эпоса Махабхарата), наш мир живёт жертвой. Каждое существо ест кого-то и само когда-нибудь будет съедено. Пусть человек считает себя вершиной эволюции, но и его всё время едят. Вирусы, бактерии, грибы, паразиты… Чтобы выжить, хорошо бы «знать в лицо» своих главных врагов. Большинство из них хорошо видны даже в обычный микроскоп, но вот вирусы… С одной стороны, они так малы, что увидеть их можно только в электронный микроскоп, с другой стороны, они могут быть так рассредоточены по пространству, что найти их не легче, чем одинокого льва, прячущегося в огромной пустыне. На эту тему есть забавная задача из книги «Физики шутят» о том, как люди разных специальностей по-разному «ловят львов». Математик, вспомнив метод Больцано – Вейерштрасса, предложит разделить пустыню на две части и, выбрав часть, где находится лев, тоже её разделить. Так, деля каждую оставшуюся часть пустыни пополам, можно наверняка окружить льва решёткой. Физик-экспериментатор предложит окружить пустыню мембраной, которая не пропускает львов. Постепенно сжимая эту мембрану, мы получим льва внутри малого мембранного круга. А вот философ, например, сам сядет в клетку и заявит, что это мой настоящий мир, а всё, что снаружи, – и есть на самом деле клетка, и лев в ней находится в том числе.

Ну а если вы врач, и тем более вирусолог, то главное – не поймать льва, а прежде всего убедиться, есть ли вообще лев в этой пустыне, а если есть, то какого он вида и опасен ли он для людей, а ещё, откуда он взялся – из дикой природы, а может, сбежал из какого-то зоопарка, а если сбежал, то из какого. Где была дырка в заборе, или его выпустили сюда специально…

Я недаром привёл все эти шуточные советы по поимке льва, так как они имеют прямое отношение к теме диссертации, которую Анна задумала для Кати. А тема диссертации как раз и была связана с проблемами обнаружения вирусов в растворах. В отличие от вредных примесей, для которых существуют те или иные допуски, в пределах которых вода считается чистой, для вирусов никаких допусков нет и быть не может, так как даже один вирус на литр воды может быть опасен. Как определить, чистая у нас вода или нет?

Вот и получилась ситуация, полностью повторяющая задачу о поимке льва в пустыне. Вода-то у нас практически чистая, тем не менее, в ней могут находиться отдельные вирусы, которые нам и нужно найти. А как? Не можем же мы миллионы лет сидеть перед электронным микроскопом в поиске единственного вируса на миллиарды молекул чистой воды?

«Ну хорошо, – подумала Анна, – действительно, пустыня большая, и можно годы и годы искать в ней единственного льва. Но вот если запустить в пустыню армию хищных зелёных мух, питающихся львами, то вероятность встречи такой мухи со львом возрастёт в разы! А ещё пусть мухи, вылупившиеся из личинок, питавшихся львятиной, изменят свой цвет с зелёного на красный. Тогда их легче будет засечь в мушиных ловушках на границах пустыни. В случае вирусов «мухами» могут служить копии, слепки с внутренней части вирусов – их генома. По-научному это двухцепочечные фрагменты нуклеиновой кислоты (ДНК) – ампликоны. Именно они и являются комплементарными к заранее известной области генома данного вируса. Сравнительно недавно подобные рассуждения привели к открытию метода ПЦР – детектирования сверхмалых концентраций вирусов в растворах. Вот ссылка из «Википедии»:

«Полимеразная цепная реакция (ПЦР) – экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе).

В начале 1970-х годов норвежский учёный Хьелль Клеппе из лаборатории нобелевского лауреата Хара Гобинды Кораны предложил способ амплификации (увеличения количества копий) ДНК с помощью пары коротких одноцепочечных молекул ДНК. Однако в то время эта идея осталась нереализованной. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) была изобретена в 1983 году американским биохимиком Кэри Муллисом. Его целью было создание метода, который бы позволил амплифицировать ДНК в ходе многократных последовательных удвоений исходной молекулы ДНК с помощью фермента ДНК-полимеразы. Первая публикация по методу ПЦР появилась в ноябре 1985 года в журнале Science. Метод революционизировал молекулярную биологию и медицину. В 1993 году Кэри Муллис получил за это Нобелевскую премию по химии».

Метод ПЦР относится к очень тонким методам анализа, требующим повышенных условий стерильности эксперимента. В институте он ещё не был опробован. Комната для экспериментов должна быть заранее очищена как от посторонних вирусов и бактерий, так и от ампликонов, оставшихся от предыдущих анализов, которые вполне могут «загрязнить» результаты. О проведении подобного эксперимента, естественно, знало руководство института. Хотя Анне и Кате не препятствовали, даже выделили прибор для проведения ПЦР и дали в помощь ещё одну аспирантку Светланы – Яну, но не слишком верили, что они способны осилить такую сложную работу. Анна говорила:

– Катюша! Мы как на войне, и мы должны, как на фронте, победить! Мы должны сделать суперчистый отсек с боксом из обычной комнаты лаборатории, где разместился прибор.

И они это сделали.

Как раз в это время по телевидению объявили (а это была весна 2009 года), что в США начинается эпидемия гриппа, заболели первые сорок человек, все – молодые люди, мужчины (это было подозрительно, так как грипп не выделяет больных по гендерному признаку – мужчина или женщина). Анна сразу позвонила своему другу Николаю, который работал в ВОЗ. Николай всегда был в курсе последних новостей о борьбе с болезнями. Но вместо Николая ей ответил незнакомый голос и сообщил, что Николай на днях был убит неустановленными лицами. Затем пошло быстрое распространение гриппа по США. Говорят, во время провозглашения пандемии в дом руководителя лаборатории гриппа США два раза ударила молния. Может, это был знак, кто знает?!

Через некоторое время в Москву на самолете из США прибыл первый заболевший мужчина-россиянин. Он был госпитализирован в инфекционную больницу, подшефную институту, где работала Анна. Смыв из носа больного поступил в институт. Требовалось срочно выделить новый вирус и определить его формулу. Это была задача государственной важности, связанная со спасением человеческих жизней в стране. В связи с этим в институте, в соответствующих лабораториях, были запрещены все работы с другими вирусами. У Анны с Катей было все готово для проведения ПЦР-анализа. Но решения принимались директором на большом Совете. В это время руководитель лаборатории, где работала Анна, был на больничном, а Светлана – только что защитившаяся подруга Анны – хотя и занимала должность исполняющего его обязанности, отправила на Совет вместо себя Анну.

Всю работу по определению нового вируса гриппа в институте возглавил академик РАМН Д. К. Львов. Надо сказать, как внешность этого человека, так и его характер соответствовали его фамилии. Работа состояла из решения многих задач: от доставки материала от больного в институт до получения исчерпывающих данных о свойствах этого вируса. Директор долго говорил о стратегии борьбы с пандемией, но всё упиралось в главное – выделение вируса и определение его типа. В решении этого вопроса, как часто это бывает в жизни, разные обстоятельства играют важную роль. Надо, чтоб выполняли эту миссию высококлассные специалисты, в нашем случае только такие должны были заражать куриные эмбрионы смывом – материалом от больных – и методом ПЦР определять вирус в самом этом смыве. Нельзя, конечно, забывать о приоритете исполнения. В свете последнего, конечно, директор считал, что идентификация и выделение вируса должны проводиться в его лаборатории. И он озвучил это решение на совещании. Анна знала, что этого нельзя допустить, так как там всю неделю работали с вирусами гриппа, изолированными от свиней. Внесение нового штамма категорически невозможно, так как может произойти загрязнение вирусов (по-научному – контаминация) с потерей первого в стране пандемического вируса. Анна не могла сказать об этом вслух на совещании, так как это был бы позор для института. И в первую очередь позор для сотрудников этой лаборатории. Она просто встала и сказала, что исследование будет проведено в её лаборатории. Директор прямо при всех накричал на неё, но Анна стояла на своём. Ни один человек в институте за время его правления не мог сказать что-либо против его желания. Его очень уважал, но и боялся весь институт. Но Анна повторила ещё и ещё раз! Так кончилось совещание.