Открытие искусственного мутагенеза в опытах с микроорганизмами

Уже в начале 20-х годов в Ленинграде на микроорганизмах был продемонстрирован факт ускорения мутационного процесса при действии облучения.

Описывая результаты воздействия лучей радия на строение и развитие дрожжей, Г. А. Надсон (1920) пришел к выводу, что «действие радия передается наследственно потомству» (с. 99). Этот тезис открыл путь к дальнейшему исследованию причин мутагенеза у микроорганизмов. В докладе на III Всесоюзном съезде рентгенологов и радиологов в 1925 г. Г. А. Надсон и Г. С. Филиппов сообщили о получении наследственных изменений у низших грибов Мисог и Zygorhynchus в результате облучения. Было отмечено появление аспорогенных форм, одна из которых отличалась еще и накоплением жира. В следующем году описаны мутанты у дрожжеподобных грибов Sporobolomyces и Nadsonia (Филиппов, 1926). При изучении индуцированной изменчивости у Nadsonia было показано, что облучение индуцирует изменение ферментативных свойств — появляются формы, не сбраживающие те или иные сахара (Надсон, Филиппов, 1928). Описание таких биохимических мутантов более чем на десятилетие опередило классические работы по биохимическим мутациям Бидла и Татума. В 1932 г. Г. А. Надсон и Э. Я. Рохлина описали индуцированную излучениями изменчивость у Saccharomyces cerevisiae и обратили внимание на возможность практического использования полученных радиорас. Все это позволило сделать вывод о том, что под воздействием хорошо известного и точно дозируемого фактора возникают наследственные изменения.

В дальнейшем в лаборатории Надсона было также впервые описано возникновение наследственных изменений и при действии химических факторов. Особо заслуживают упоминания работы М. Н. Мейселя (1932, 1933) о мутагенном действии цианистых солей и каменноугольной смолы на дрожжи, а также мутагенное действие излучений не только на грибы, по и на бактерии (Кашкин, 1934; Кривиский, 1934). Изучение индуцированной изменчивости бактерий завершилось в 1938 г. новаторской работой А. С. Кривиского. Его работу можно считать первым эволюционно-генетическим исследованием, выполненным с бактериями. Автором на высоком методическом уровне была изучена зависимость частоты мутаций от дозы лучей радия, рентгеновых и ультрафиолетовых лучей. Обнаружение прямо пропорциональной зависимости частоты мутаций от дозы излучений, что, как тогда уже было известно, характерно для генных мутаций высших организмов, позволило впервые обосновать положение о том, что бактерии обладают генами, идентичными по своим свойствам с генами высших организмов. Тем самым открывался путь к познанию универсальных закономерностей возникновения мутаций.

Первая зарубежная работа, в которой была изучена зависимость частоты мутаций (морфологических) у грибов от дозы радиации появилась лишь годом позже (Emmons, Hollaender, 1939), а аналогичные работы на бактериях стали выполняться лишь в сороковые годы. Исследования Надсона были известны зарубежным микробиологам, все его экспериментальные работы, посвященные изменчивости микроорганизмов, были изданы за рубежом, в том числе и последняя обобщающая работа (Надсон, 1937). Эти труды несомненно оказали стимулирующее влияние на первые исследования в области изучения экспериментального мутагенеза у микроорганизмов, которые начали проводиться за рубежом в конце 30-х годов. Следует, однако, признать, что исследования Надсона и сотрудников не привлекли к себе в свое время должного внимания со стороны генетиков и эволюционистов. Объяснялось это состоянием науки в тот период, когда генетики микроорганизмов по сути дела еще не было. Для эволюционной генетики эпоха экспериментального получения мутаций началась не с 1925 г., а двумя годами позже.