Владислав Солоухин - Размышления и споры о вирусах

Намного дороже содержать вирусологическую лабораторию не только из-за животных, но и оборудования. По этому показателю ее и сравнивать с бактериологической нельзя. Электронные микроскопы, ультрацентрифуги, сцинцилляционные счетчики стоят в сотни раз дороже, чем самая совершенная аппаратура для исследования бактерий.

Будет ли так всегда? Не станет ли возможным биосинтез вирусов в пробирке (in vitro) без клеток? В принципе такого можно ожидать, но это будет означать, что в пробирке удалось воспроизвести условия, которые реально существуют только в целой, да еще чувствительной к данному вирусу клетке. Дело это огромной сложности и неменьшей важности.

Именно об этом говорил на уже упоминавшейся нами сессии Академии медицинских наук СССР в 1963 году академик Л. А. Зильбер: "Только с созданием системы бесклеточного синтеза вируса отпадут опасения в том, что с вирусными вакцинами в организм человека не попадет при иммунизации нечто постороннее. Такая система будет знаменовать собой подлинную революцию в вирусологии".

За прошедшие с того времени 25 лет мы еще не дожили до такой революции. Клетка остается пока единственным монопольным "хозяином" вирусного размножения. Вне клеток животных, человека, куриных эмбрионов, тканевых культур репродуцировать вирус пока не удается, и это делает систему вирус-клетка в известном смысле слова центральной фигурой вирусологии. Неудивительно, что изучению взаимодействия вирусов и клеток посвящено огромное количество научных работ, которые в своей совокупности составляют главу в современном учении о вирусах. Даже генная инженерия принципиально не изменила этой проблемы. Она лишь создала возможность синтезировать вирусные белки в клетках микроорганизмов. Но опять-таки в клетках!

Как же происходит вирусная репродукция?

Мир вирусов огромен и многолик. Только непосвященным вирусы кажутся одинаковыми существами. На самом же деле, сказав вирус, мы почти ничего конкретно не сказали, так же, как если бы произнесли слово животное, не уточнив, какое животное имели в виду. Между вирусами полиомиелита и оспы, наверное, не меньше различий, чем между рыбами и птицами.

Но в воспроизводстве, размножении, а точнее — репродукции вирусов, и мы уже говорили об этом, есть важные общие черты. Именно это в значительной степени и делает разные вирусы членами одного биологического сообщества — царства Вира и позволяет в учебнике по вирусологии следующим образом подразделять главу, называющуюся "Репродукция вирусов":

адсорбция;

проникновение вирусов в клетку;

транскрипция;

трансляция;

репликация;

сборка вирусных частиц;

выход вирусных частиц из клетки.

Итак, взаимодействие вируса с клетками — многоэтапный процесс, и первым из них является адсорбция. Но прежде чем ее характеризовать, позволим себе немного пофилософствовать.

В известном смысле любое соприкосновение вирусной частицы с клеткой может рассматриваться как взаимодействие. Нет никаких сомнений, что такого рода взаимодействий было несметное множество, даже когда мы писали эти строки, а любой (и каждый) наш читатель удостаивал их своим вниманием. Однако и мы дожили до конца работы, и читателю ничто не помешает дойти до последней страницы нашего скромного труда, а это свидетельствует о том, что никаких пагубных биологических последствий такое взаимодействие не вызвало.

К сожалению, взаимодействие вируса и клеток не всегда заканчивается столь благополучно. Контакт вируса с клеткой может привести (и часто приводит!) к возникновению весьма своеобразного биологического монстра — системы вирус-клетка, к которой как нельзя лучше подходят . все упоминавшиеся нами рассуждения Берталанфи об "и" и его роли в интеграции.

Мы уже говорили об удивлении как основе познания, без чего невозможно ничего открыть и, по-видимому, нельзя быть ученым. Лауреат Нобелевской премии Д. Кендрью, открывший молекулярную структуру белка миоглобина, отмечает, что именно удивление было его первой реакцией на рентгенограмму человеческого волоса. И было настолько сильным, что послужило первым толчком к занятиям биологией, причем именно изучению больших молекул, входящих в состав живых организмов.

Система вирус-клетка не может не удивлять. В ней причудливо переплелись свойства двух самостоятельных организмов, это своего рода гибрид, химера, странный, но достаточно стойкий комплекс, ни в коей мере не сводимый к слагающим его компонентам.

Несмотря на огромное разнообразие клеток и вирусов, их взаимодействие друг с другом протекает по одному из следующих типов: автономному или интегративному ... Мы написали эти термины и осеклись, как это было уже неоднократно... Как безжалостно сухи бывают слова, кратко обозначающие целые вехи истории. Два типа взаимоотношений вирусов и клеток: один и другой. А какими словами обозначить тот путь, который прошла наука, а точнее и проще — люди науки, прежде чем мы смогли так просто написать эту фразу...

Мы хорошо знаем о том, что честь открытия первого вируса принадлежит сотруднику кафедры физиологии растений Петербургского университета Д. И. Ивановскому. Он был командирован в Крым (случилось это в конце прошлого века), чтобы узнать, почему гибнут плантации табака. Сначала на табачных листьях проступали жилки, потом — мертвенные пятна; листья покрывались зелено-желтой мозаикой и опадали на землю...

Ивановский решил выделить микроб опустошительной табачной мозаики. Он процеживал заразный сок через фарфоровые фильтры с мельчайшими отверстиями: они пропускают жидкость, но задерживают бактерии. Бактерий не было, а процеженный сок (отфильтрованная жидкость) оставался столь же заразным. Что это — сверхмалый микроб? А может, просто ядовитая жидкость? Ивановский настаивал: это особые сверхмалые микробы, именно поэтому они проходят через фильтры.

Позднее их назовут фильтрующимися вирусами. В электронном микроскопе получат первые фотографии "дедушки царства Вира" — вируса табачной мозаики. Но это будет позднее.

А с самого начала было ясно, что новый сверхмалый микроб не может размножаться без клеток. Это было очевидно, но прошло очень много лет, пока стало ясно содержание драмы "вирус — клетка". Впрочем, хватит философствовать, наша драма многоактна. Акт первый: адсорбция.

Строго говоря, адсорбироваться вирусы могут (и безусловно, это делают!) не только на клетках, а... на чем угодно, в силу электростатического взаимодействия положительно и отрицательно заряженных группировок, расположенных на поверхности вируса, с одной стороны, и на любой поверхности, в том числе и клеточной — с другой. Ясно, что этот процесс неспецифичен. Но... вирус гриппа заражает человека, попав на слизистую верхних дыхательных путей, и совершенно безопасен при нанесении на кожу, например. Полиомиелитом нельзя заразиться иначе, чем проглотив его возбудителя и т. д. В чем тут дело?