Недооцененная роль Фанни Ангелины Гессе в создании питательных сред

Агар, используемый для выращивания бактерий, сыграл решающую роль в микробиологии. 

   На заре микробиологии ученые использовали жидкие бульоны, ломтики картофеля и желатин для выращивания микробов, прежде чем перейти на агар. Производное агара, агароза, сегодня является основным веществом, используемым в лабораторной работе, включая электрофорез ДНК, клонирование и скрининговые анализы для молекулярной биологии и клинической диагностики. Однако многие люди, возможно, не знают о Фанни Ангелине Гессе, предложившей использовать агар.

   Внедрение агара в микробиологию началось жарким летним днем 1881 года, когда Фанни Ангелина Гессе предложила неожиданную замену желатину, который ее муж Вальтер Гессе использовал для изучения микробов. Согласно журнальной статье 1939 года, “сводящее с ума разжижение желатина разрушило многие эксперименты, и в конце концов [Вальтер] начал искать новые отвердители”. Фанни предложила агар-агар, “который она уже много лет использует на своей кухне для приготовления фруктовых и овощных желе”. Многие индонезийские блюда содержат агар - желирующий агент, который, в отличие от желатина, не тает при высоких температурах, характерных для этой страны Юго-Восточной Азии. Хотя Гессе, родившаяся в Америке, сама не была индонезийкой, она узнала о кулинарном применении агара от соседа, который когда-то жил в тогдашней голландской колонии. Агар получают из красных водорослей (название происходит от “агар-агар”, что в переводе с малайского означает “желе”).

   Несмотря на важность агара, мало кто помнит о ключевой роли Гессе в истории микробиологии. Большая часть доступной информации о ее жизни получена из двух источников: статьи 1939 года о применении агара в бактериологии и краткой биографии, опубликованной в 1992 году ее внуком Вольфгангом Гессе. Популярные статьи о Гессе, как правило, изображают ее в основном как домохозяйку, но недавно опубликованные документы, которыми поделились дети Вольфганга, впервые раскрывают ее мастерство как научного иллюстратора и ученого в полном смысле этого слова. 

   Несмотря на то, что семья Фанни жила в США, у нее были прочные связи с Европой. После потрясений Гражданской войны состоятельные американцы часто приезжали летом в Европу, а Германия, особенно город Дрезден, который иногда называют “Флоренцией на Эльбе”, стала популярным местом отдыха. В сентябре 1865 года, в возрасте 15 лет, Фанни была отправлена в среднюю школу в Невшателе, Швейцария, чтобы изучать французский язык, домоводство и правила приличия, как это было принято для молодых женщин из элиты того времени. Еще в Нью-Йорке Фанни знакомится с Вальтером Гессе и выходит за него замуж в Женеве в 1874 году. Пару объединяло общее дело: желание понять невидимые силы, из-за которых люди заболевают.

   Будучи земским врачом в городе Шварценберг, недалеко от Дрездена, Вальтер исследовал загадочные заболевания легких, от которых страдали рабочие близлежащих серебряных, кобальтовых и урановых рудников. За два десятилетия до открытия Марией Кюри радия в 1898 году радиоактивность и ее пагубные последствия для здоровья оставались малоизученными. Вальтер сосредоточил свое внимание на гигиене и частицах пыли в воздухе. Чтобы продолжить свои исследования, Вальтер в 1878 и 1879 годах учился у гигиениста Макса фон Петтенкофера в Мюнхене. Его следующей работой стала лаборатория берлинского бактериолога Роберта Коха, который консультировал его по вопросам изучения микробов в начале 1880-х годов. Именно благодаря этому последнему, продолжительному интересу Вальтера к медицине сила агара - и проницательность Гессе - проявились в полную силу. “В 1880-х годах Берлин был меккой медицинских исследований”, - рассказывает Бенджамин Кунц, директор музея при Институте Роберта Коха. “Когда Вальтер пришел в его лабораторию, Кох был неизвестным врачом и только начинал свою карьеру молодого ученого. Дом, где работали Кох и Вальтер, все еще стоит там.”

   Фанни была главным сторонником Вальтера в различных проектах, создавая рисунки микроскопических образцов для опубликованных статей своего мужа и помогая ему в лаборатории. Летом 1881 года Вальтер, пытавшийся изучать переносимые по воздуху микробы, был разочарован желатином, который использовался для культивирования в стеклянных пробирках. Однажды он спросил Фанни, почему ее желе и пудинги остаются твердыми при высоких температурах и тогда она рассказала ему об агар-агаре. Агар устойчив к высоким температурам, его легко стерилизовать и хранить в течение длительного времени, что позволяет получать долговременные культуры, в которых микробы могут размножаться в контролируемых условиях, что облегчает их анализ.

   Вальтер отправил письмо с подробным описанием этого открытия Коху. Популярные источники по истории микробиологии иногда приписывают Коху первое использование агара в лабораторных условиях. Например, отмечается, что ученый “изобрел новые методы... выращивания чистых культур бактерий на твердых средах, таких как картофельная, и на агаре”. В своей лекции 1882 года Кох упомянул роль агара в открытии микобактерий туберкулеза, но не признал вклад Гессов в его исследования. Сами супруги никогда не писали статей об агаре, что может объяснить, почему их имена сегодня практически неизвестны. Хотя Кох широко рекламировал применение агара, он не сразу признал его превосходство в качестве среды для выращивания микроорганизмов. В течение многих лет ученые (включая Вальтера) продолжали спорить о преимуществах желатина по сравнению с агаром. 

   Фанни умерла в декабре 1934 года через 23 года после своего мужа, скончавшегося в июле 1911 года. Недавно обнаруженные материалы рисуют портрет спокойной, скромной женщины, которая заботилась о сохранении наследия своего мужа. Фанни никогда не рассказывала о своей роли в внедрении агара в науку, хотя, по крайней мере, одна научная работа при ее жизни связывала ее имя с агаром. Это может объяснить, почему ее след в коллективной памяти так сильно отличается от других людей, которые внедряли великие инновации или совершали грандиозные открытия. Агар-агар по-прежнему необходим и сегодня. Он стал питательной средой для бесчисленных открытий, изменивших мир, от антибиотиков до инструментов для редактирования генов, таких как CRISPR. 

   Авторы журнальной статьи 1939 года, отмечали, что “более мелкие инновации и открытия увековечивают имя новатора”. Например, краткий отчет, опубликованный в 1887 году Джулиусом Петри, сделал имя этого ученого нарицательным, навсегда ассоциируясь со стеклянными чашками, в которых содержится питательная среда на основе агара, несмотря на то, что другие ученые могут похвастаться более весомыми претензиями на это изобретение. “Нельзя ли отныне называть ”обычный агар" "средой фрау Гессе"?" - задаются вопросом авторы статьи. “Ее вклад в бактериологию делает ее бессмертной”. Возможно стоит называть чашки с агаром “чашками Гессе”, но спустя десятилетия имя Гессе, к сожалению, до сих пор неизвестно большинству.