В объятиях XX-го века. Воспоминания - Наталия Дмитриевна Ломовская

Авторами обзора были Н. Д. Ломовская, К. Ф. Четер и Н. М. Мкртумян. В этот обзор вошли данные по генетическому изучению и физической характеристике генома актинофага phiC31, полученные в нашей лаборатории в период между 1968 и 1979 годами.

Первые данные по изоляции и изучению фага phiC31 были получены Норой Манвеловной Мкртумян, Натальей Львовной Гостимской и мной. Мы с Норой Манвеловной были первыми в нашей лаборатории и проработали вместе с 1968 по 1992 годы, вплоть до моего отъезда в Америку. В 70-ые годы она опубликовала не менее десятка работ, посвященных генетическому изучению актинофага phiC31. Нору в лаборатории все любили. Она создавала особый климат во взаимоотношениях между сотрудниками лаборатории. Кроме того, она была прекрасным профессиональным переводчиком с русского на английский, что было редкостью. Норины переводческие способности необычайно способствовали появлению наших статей в англоязычных журналах в Америке и Англии. Работать вместе с ней над ее переводами было одно удовольствие. Условием посылки статей за рубеж была их предварительная публикация сначала в отечественных журналах. Кроме того, статья должна была пройти через ряд экспертных комиссий как в институте, так и в министерстве. Поэтому публикация за рубежом требовала значительных усилий, и проходил большой срок от получения результатов до появления их в зарубежной печати. В какое-то время мы даже перестали посылать статьи за рубеж, и наши иностранные коллеги говорили с юмором, что собираются учить русский. Но не собрались.

Почти одновременно с Норой в лабораторию пришли Н. Л. (Наташа) Гостимская и чуть позже Лидия Константиновна (Лида) Емельянова, Татьяна Александровна (Таня) Чиненова, Татьяна Александровна (Таня) Воейкова — все молодые выпускники Московского университета, а также дипломник кафедры генетики МГУ. Валерий Николаевич (Валерий) Даниленко. С ними со всеми мы проработали в лаборатории долгие годы. Правда, в современном послужном списке В. Н. Даниленко это не упоминается.

Нашими первоочередными задачами по генетическому изучению фага phiC31 было получение количественных параметров инфекции чувствительных к актинофагу вариантов штамма Streptomyces coelicolor А(3)2 и индикаторного штамма S.lividans 66 в одноступенчатом цикле развития (ОЦР) фага, когда оценивается количество фаговых частиц, освобождающееся из каждой инфецированной клетки. Путь к получению количественных параметров процесса инфекции оказался достаточно тернистым.

Получение количественных оценок в опытах ОЦР является основой всех генетических эеспериментов. Эта задача осложнялась несинхронным прорастанием спор актиномицетов, что затрудняло определение стадии развития актиномицетного штамма, чувствительной к фаговой инфекции. После преодоления ряда методических трудностей актинофаг phiC31 был охарактеризован в количественном отношении как умеренный фаг, способный к лизису и лизогенизации. Были оценены число фаговых частиц, образующихся при лизисе одной инфецированной прорастающей споры, частота лизогенизации чувствительных штаммов, параметры спонтанного и индуцированного образования фага лизогенными культурами (журн. Генетика, 1971, том 7, стр. 108–112 и J. Virology, 1972, v. 9: 258–262). Авторами первой статьи были Н. Д. Ломовская и Н. М. Мкртумян, а второй — мы же и соавторы, Н. Л. Гостимская и В. Н. Даниленко. Представляется, что прежде такие параметры процесса инфекции и образования фага лизогенными культурами не были известны ни для одного из изучаемых актинофагов.

Наташей Гостимской и Таней Чинёновой в процессе получения и характеристики с-мутантов актинофага phiC31, не способных к поддержанию лизогенного состояния и образующих прозрачные бляшки в отличие от мутных, образуемых фагом дикого типа, были изолированы cts-мутанты, которые являлись с-мутантами только при высокой температуре. Лизогены, содержащие в качестве профага cts-мутант были использованы, в частности, как удобная модель для более точного определения стадии в развитии актиномицета, чувствительной к фаговой инфекции. Н. Л. Гостимской (теперь уже Н. Л. Новиковой) с соавторами О. Н. Капитоновой и Н. Д. Ломовской (ж. Микробиология, 1973, том 17, стр. 713–718) были осуществлены эксперименты по термоиндукции (краткая инкубация при высокой температуре) лизогенов, несущих в качестве профага cts-мутант, находящихся на разных стадиях развития. При этом происходило более синхронное образование фагового потомства, чем при инфекции фагом прорастающих спор. Эти эксперименты позволили показать, что продуктивная индукция фага у таких лизогенов происходит в спорах с короткими проростками. Эта же стадия оказалась чувствительной и к фаговой инфекции.

Параллельно с этими работами шла серьёзная подготовка к осуществлению экспериментов по определению локализации профага на генетической карте штамма S.coelicolor А(3)2, которая была осуществлена Лидой Емельяновой. К этому времени мы уже имели генетически маркированные штаммы S.coelicolor А(3) 2, присланные нам Д. А. Хопвудом. Предварительно Норой Мкртумян были получены мутантыфага, отличающиеся по частоте лизогенизации и по морфологии негативных колоний. В скрещиваниях были использованы лизогенные генетически маркированные штаммы, несущие в качестве профагов эти мутанты. В начале работы необходимо было освоить методы скрещивания актиномицетных штаммов, что потребовало больших усилий. Не вдаваясь в значительные трудности и даже ошибки на этом пути, сайт интеграции профага в хромосому актиномицета был локализован между двумя соседними генами uraA1 и pheA1, расположенными на генетической карте штамма S.coelicolor А(3) 2 (J. Gen. Microbiol., 1973, v. 77: 455–460). Статья опубликована в соавторстве Н. Д. Ломовской, Л. К. Емельяновой, Н. М. Мкртумян и С. И. Алиханяна). Было также продемонстрировано явление зиготной индукции при скрещивании лизогенных и нелизогенных штаммов актиномицетов (Генетика, 1973, 9:103–110, статья в соавторстве Н. Д. Ломовской и Л. К. Емельяновой).

Разработка методов получения количественных данных, характеризующих процесс инфекции актинофагом phiC31 чувствительного штамма S.lividans 66, позволяла приступить к подготовке экспериментов по построению генетической карты этого актинофага. Как правило, для картирования фаговых геномов получают большой набор условно-летальных мутантов, например, температурочувствительных мутантов (ts), которые образуются практически во всех генах, имеющихся в геноме фага. К нашему огорчению, сам фаг phiC31 оказался неспособен расти на высокой (37 °C) температуре и сам был ts-мутантом.

Но довольно скоро удалось получить фаг, способный расти при 37 °C. Он и явился объектом всех дальнейших исследований. Вся эта работа, включая и построение генетической карты актинофага phiC31, в основном, выпала на долю Тани Чиненовой. Оглядываясь назад, нельзя переоценить тот вклад, который она внесла в изучение генома phiC31, построение его генетической карты. Пришлось разрабатывать специальные приемы для получения данных по комплементации (отнесения мутантов к одному или разным генам) и рекомбинации (расположению мутантов на генетической карте фага) в несинхронизированной по выходу фага системе. Статья, в которой были представлены данные по построению первой генетической карты актинофага phiC31 была опубликована в 1975 году в журнале Генетика, том 11, стр. 132–141. Соавторами этой статьи были Т. А. Чиненова и Н. Д. Ломовская. Все ts-мутанты и другие различные по фенотипу мутанты, за исключением одного, были расположены в линейном порядке по одну сторону от с-мутанта.

Для дальнейшего генетического изучения структуры генома фага