Фредерик Уильям Творт FRS [1] (22 октября 1877 – 20 марта 1950) был английским бактериологом и первым в 1915 году открыл бактериофаги ( вирусы , поражающие бактерии ). [4] Он изучал медицину в больнице Святого Томаса в Лондоне , был суперинтендантом Брауновского института животных (научно-исследовательский центр патологии) и был профессором бактериологии в Лондонском университете . Он исследовал болезнь Джоне , хроническую кишечную инфекцию крупного рогатого скота, а также обнаружил, что витамин К необходим растущим бактериям проказы . [5] [6]
Фредерик Творт, старший из одиннадцати детей доктора Уильяма Генри Творта, родился в Камберли , графство Суррей , 22 октября 1877 года. [1] Трое старших сыновей ходили в современную школу Томлинсона в Уокинге. [7] С 1894 года Фредерик изучал медицину в больнице Святого Томаса в Лондоне. Получив медицинскую квалификацию (член Королевского колледжа хирургов , лиценциат Королевского колледжа врачей ) в 1900 году, Творт занял первую доступную оплачиваемую должность ассистента доктора Луи Дженнера, суперинтенданта клинической лаборатории больницы Святого Томаса. Там он обучался патологоанатомическим методам. В 1902 году он стал ассистентом бактериолога лондонской больницы доктора Уильяма Буллоха, позже FRS, и в одиночку выполнял всю диагностическую процедуру в больнице. В 1909 году Творт стал руководителем Санаторного учреждения для коричневых животных , исследовательского центра патологии , и оставался там на протяжении всей своей карьеры. В 1919 году Творт женился на Дороти Нони, дочери Фредерика Дж. Банистера, и вместе у них родились три дочери и сын.
В начале истории микробиологии бактерии часто дифференцировали, проверяя их способность расти на разных средах . В первой важной статье Творта [8] были обнаружены некоторые недостатки этого метода. Он обнаружил, что основные подгруппы, идентифицированные с помощью ферментации сахара, не поддаются четкому разделению с помощью тестов на глюкозиды и даже не могут быть строго разделены по сахарам. Творт писал: «Поэтому кажется вероятным, что отдельные микроорганизмы в различных подгруппах следует рассматривать не как отдельные виды, а как разновидности или гибриды одного или нескольких видов. Если это так, можно было бы ожидать, что они постоянно меняться, теряя старые признаки и приобретая новые в зависимости от условий, в которых они выращиваются, и именно с целью проверки этой гипотезы были предприняты дальнейшие серии экспериментов». После длительной инкубации в средах, которые ранее не подвергались ферментации , некоторые виды приобрели способность к ферментации, которой первоначально они не обладали. Теперь мы знаем, что эти мутантные особи, способные ферментировать новые сахара, возникли в культуре и стали доминировать в популяции . Хотя в то время эта работа игнорировалась (тенденция, которая, казалось, мешала его карьере), она была весьма провидческой и на десятилетия предвосхитила последующие работы химиков-бактериологов и микробиологов по адаптации и мутации.
В начале 20 века проказа все еще оставалась серьезной проблемой. Однако работа над проказой была сорвана из-за невозможности культивировать бациллу проказы в лаборатории. Творт подозревал, что бацилла проказы имеет «тесную связь» с туберкулезной палочкой, видом, который можно культивировать. Творт писал: «Казалось весьма вероятным, что этим двум организмам потребуются одни и те же химические вещества для построения протоплазмы , которую могла бы выработать из обычной среды только туберкулезная палочка». [9] Таким образом, Творт включил мертвые туберкулезные бациллы в питательную среду и преуспел в культивировании проказы. Незаменимым веществом, поставляемым туберкулезной палочкой и отсутствовавшим в среде, оказался витамин К. Эксперимент Творта важен как демонстрация того, что организм растет только при наличии вещества, выработанного другим организмом. Это существенная особенность всех исследований факторов роста и основа всех исследований питания бактерий. Однако и эта работа оставалась без внимания в течение нескольких десятилетий.
Творт также исследовал болезнь Джонса — хроническую кишечную инфекцию крупного рогатого скота. Как и проказу, бациллу Джоне невозможно культивировать на обычных средах. Включение мертвых туберкулезных бацилл в среду прошло успешно. Бацилла Ионе была выращена впервые. [10] В отличие от предыдущих усилий, работа Творта была признана сразу. [ нужна цитата ]
Творт и его брат, доктор К.С. Творт, в течение нескольких лет пытались вырастить вирусы в искусственной среде, надеясь найти непатогенный вирус, который мог бы быть диким типом патогенного и поэтому с большей вероятностью будет расти. В 1914 году Творт намеревался идентифицировать неуловимое (теперь известное как несуществующее) «необходимое вещество», которое позволило бы вирусу осповакцины расти in vitro . В то время вакцины против оспы приходилось изготавливать из кожи телят, и она почти всегда была контаминирована бактериями рода Staphylococcus . Творт предположил, что загрязняющие бактерии могут быть источником «необходимого вещества», необходимого коровьей оспой для выживания. Он поместил несколько вакцин против оспы на скошенный питательный агар и получил большие бактериальные колонии нескольких цветов. При более внимательном рассмотрении колоний с помощью увеличительного стекла он обнаружил мельчайшие стекловидные участки, которые не росли при субкультивировании. Он быстро понял, что эти стекловидные участки возникли в результате разрушения бактериальных клеток, и смог взять некоторые из этих участков и передать их от одной колонии стафилококков к другой.
Дальнейшие эксперименты показали, что агент может проходить через фарфоровые фильтры, и для его роста необходимы бактерии. Эти наблюдения показывают, что Творт открыл большинство существенных особенностей бактериофагов, хотя Творт, похоже, поддерживал идею о том, что принципом является не отдельная форма жизни, а фермент, секретируемый бактериями. Творт опубликовал эти результаты в журнале The Lancet в 1915 году и назвал инфекцию бактериолитическим агентом. [11] [12] К сожалению, его открытие было проигнорировано; Феликс д'Эрель открыл фаги независимо, [13] и работа Творта, возможно, была потеряна во времени, если бы Жюль Борде и Андре Гратиа не открыли заново статью Творта.
В середине его работы разразилась война, и грант Совета местного самоуправления подошел к концу. Далее он заинтересовался Медицинским корпусом Королевской армии и фактически уехал в Салоники , где возглавил базовую лабораторию, через несколько недель после публикации его статьи о фагах. Предположительно, после этого Творт был захвачен рутиной и больше не мог заниматься своими исследованиями. Чтобы объяснить, почему он не продолжил свою работу над бактериофагами, Творт ответил: «Прошло некоторое время после окончания войны, прежде чем я снова смог продолжить исследование, но к тому времени большая часть дополнительных деталей этого явления была уже известна». опубликовано другими исследователями под названием «Бактериофаг». Поэтому я перешел к другой работе». [14] Это оправдание довольно загадочно, поскольку в 1919 году исследования бактериофагов все еще находились в зачаточном состоянии.
После войны недавно сформированный Комитет медицинских исследований (Совет) дополнил зарплату Творта как университетского профессора ежегодным грантом, но ему так и не предоставили ассистента, который помог бы с большим количеством экспериментов, которые он планировал. Он боролся в трудных и удручающих условиях, проявляя целеустремленность и напряженный интерес к своей работе. [15] Творт и другие хотели использовать эти бактериолитические агенты для лечения бактериальных заболеваний у людей и животных. Когда это оказалось безуспешным, Творт вернулся к расширению своей первоначальной идеи о том, что бактериолитические агенты сами по себе нуждаются в дополнительном (существенном) факторе более исключительной природы для удовлетворения своих фундаментальных потребностей. Он искал вещество, которое позволило бы вирусам расти отдельно от других форм жизни (то есть организма-хозяина ), и когда это не удалось, он попытался доказать, что бактерии произошли от вирусов. Его основная идея заключалась в том, чтобы разработать условия для культивирования вирусов из абиотических предшественников или гипотетических предвирусных форм, которые могли бы существовать в природе. Эти эксперименты, хотя и неудачные, предвещали знаменитые эксперименты Миллера-Юри 1950-х годов. Хотя он был избран членом Королевского общества в мае 1929 года, [16] Творт больше никогда не публиковал работы сколько-нибудь серьезного значения. 19 ноября 1931 года Сенат Лондонского университета присвоил ему звание профессора бактериологии на следующих основаниях: 1. Его выдающийся вклад в исследованиях в развитие своего предмета. 2. Его возможности изложения. 3. Его превосходство в своем предмете. [17]
Финансовая поддержка его исследований сократилась, его стипендия от MRC закончилась в 1936 году, а его лаборатория была разрушена в результате взрыва бомбы в 1944 году. Лондонский университет воспользовался этой возможностью, чтобы лишить Творта его должности и исследовательской базы. Ему разрешили хранить исследовательское оборудование у себя дома в Камберли. В 1949 году издательство Penguin Books опубликовало его главу об открытии бактериофага вместе с главой Феликса д'Эрелля о бактериофаге в популярной серии Science News. [18] Творт умер 30 марта 1950 года.