Фото: commons.wikimedia.org
По словам вирусологов, хотя иногда вирусы смущают и беспокоят, они на самом деле очень впечатляющие. Небольшая группа генов в причудливой оболочке, которая может быстро эволюционировать, чтобы продолжать одолевать клеточную защиту, вирус подобен роботу, который постоянно адаптируется и создает свои копии.
В отличие от всех других форм жизни в нашем мире, вирус не создает собственную энергию для продолжения жизни, он не состоит из клеток и не растет. Он не использует ничего в окружающей среде, кроме клеток других живых существ, которые становятся жильем для новых экземпляров вирусов.
«Мы, вероятно, идентифицировали лишь небольшой процент вирусов, которые существуют в мире, и откуда они взялись, никто не знает. Было предложено несколько теорий о том, случилось это до или после появления клеток», — говорит Алан Ротман, вирусолог-иммунолог из Университета Род-Айленда.
Ротман более 30 лет изучает иммунитет и патогенез вирусных заболеваний у человека (то есть то, как развивается болезнь). Это вопрос курицы и яйца. Хотя у вирусов есть структура, которая удерживает их вместе, Ротман считает, что генетический компонент, который управляет их поведением, вероятно, появился первым. Почему? «Структурная часть не имела бы смысла в отсутствие клеток», — говорит он.
Люди давно задаются вопросом: живы ли вирусы? Но, по мнению Ротмана, вопрос о том, являются ли вирусы реальной формой жизни, не является актуальным.
«Я нахожу этот вопрос скорее забавным упражнением для размышлений», — говорит он.
Причина, по которой этот вопрос не имеет практического значения, в том, что люди все еще пытаются понять, что такое жизнь как таковое, объясняет он.
«Поэтому я бы сказал, что большинство людей, вероятно, склонятся к тому, что вирусы нельзя назвать живыми, но они часть жизни. Они многому учат нас о жизни».
Мы являемся носителями множества вирусов. Многие из них совершенно безвредны для нас. Более того, бактерии нашего организма имеют собственные вирусы, называемые бактериофагами. «У каждой отрасли жизни есть свой вирус», — объясняет Ротман. А есть вирусы, которые могут даже заражать другие вирусы. По крайней мере, один такой случай был открыт, говорит он.
Вирусы действительно содержат много информации в своем коротком геноме. «Он похож на швейцарский нож, особенно у маленьких вирусов, — говорит Ротман. — Им приходится использовать свои белки для всего, что они делают. Да, один белок может выполнять по крайней мере пять различных функций, и мы все еще открываем для них новые функции. Знаете, это одна из самых интересных частей вирусологии».
Например, Dengue virus, который вызывает лихорадку денге. Его распространяют комары, а лихорадка Денге вызывает высокую температуру, высыпания, боли в мышцах и суставах. Так вот, этот вирус производит десять различных белков, которые делают все. Для сравнения, у нас, людей, десятки тысяч белков, каждый из которых выполняет свою уникальную функцию. Три белка вируса Денге создают саму вирусную частицу, а остальные семь белков отвечают за все остальные функции вируса, такие как изменение структуры клетки, которую они заражают, копирование вирусной РНК и отключение всех возможностей клетки-хозяина к сопротивлению.
Таким образом, каждый белок должен выполнять две или три разные функции. «Они соединяют воедино функции ферментов, которые никак не могут быть частью друг друга. Это просто невероятная машина», — говорит Ротман.
Вирус атакует клетки
Такая элегантная многофункциональность — это здорово, но вот факт о вирусах, который действительно захватывает дух: несмотря на пагубные свойства некоторых вирусов, например, вызывать болезни и смерть, мы можем поблагодарить этот, казалось бы, простой кусок генов за формирование жизни, которую мы знаем.
Вирусы наглядно демонстрируют суть эволюции: каждый вид и сами вирусы постоянно изменяются, реагируя на другие живые и неживые существа в окружающей среде. Некоторые из наших эволюционных черт появились благодаря ретровирусам, которые являются разновидностью вирусов, чьи гены сплетаются с нашей собственной ДНК и передаются будущим поколениям.
«Если вы посмотрите на геном человека, то окажется, что большой его процент составляют ретровирусы», — рассказывает Ребекка Датч из Медицинского колледжа Университета Кентукки, где она изучает респираторные вирусы человека, такие как COVID-19.
Хотя наши тела не обязательно используют многие из этих унаследованных вирусных последовательностей, некоторые гены коренным образом изменили наш вид.
Около 160 миллионов лет назад маленький пушистый предок всех современных млекопитающих отложил яйца. Ретровирус менял свои репродуктивные признаки на протяжении поколений, пока млекопитающие не приобрели способность выращивать потомство внутри своего собственного тела.
Раньше у животного не было возможности отделить собственное кровоснабжение от нового организма, который созревает внутри него. Но вирусный ген, а возможно, и гены нескольких различных ретровирусов, сыграли важную роль в развитии плаценты — органа, который выращивает мать, чтобы отделить свое тело от плода. «Вместо того чтобы соединяться с клеткой, вирус соединяет клетки плаценты вместе», — объясняет Датч.
«По сути, в этом случае мы взяли то, что было у вируса, для нашей собственной пользы, — говорит она. — Бывают и такие случаи: то, что появилось у вирусов, оказывается ключевой частью нас. Это удивительно».
Так что, возможно, нам не стоит беспокоиться о том, что вирусы повсеместны. Они хранят в себе достаточно тайн, чтобы исследователи занимались ими на протяжении многих жизней, ученые уверены в одном: эти странные спутники, вероятно, всегда будут частью жизни.
Читайте еще:
Правда ли, что мы используем только 10 процентов мозга? Отвечает нейробиолог
Вулканическая зима на долгие месяцы? Это может нас ждать
