Фрэнк Райан - Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза

— Вы обнаружили высокую вариативность вируса среди животных. Вариативность эта относится к индивидуумам, или к малым группам в популяции, или к популяциям? — спросил я.

— К индивидуумам. Мы исследовали несколько популяций, но в основном наша работа была сосредоточена на популяции «Мира грез». Там животные привыкли к людям, образцы крови и ткани можно забирать безо всяких проблем — тамошние коалы почти как домашние кошки. С диким животным такое обращение немыслимо. Но мы исследовали и диких животных, пользуясь возможностями больницы Квинслендской службы национальных парков. Это некоммерческая ветеринарная больница, лечащая больных животных.

— Я полагаю, коалы в «Мире грез» размножаются?

— Активно.

— То есть они — родственники?

— Да, хотя кто кому и какой родственник, понять непросто.

— Я имел в виду не одну семью, но кровнородственную группу, — пояснил я.

— Конечно, они в большей степени родственники, чем коалы дикой популяции, но они вовсе не чистая линия, как у лабораторных мышей.

— Но вы обнаружили высокую изменчивость в присоединении вируса к геному — колоссальную, по правде говоря. По-моему, это говорит о протекании активного эволюционного процесса. Вирус заражает разных животных различным образом — словно происходит исследование вирусом генома.

— Я бы сказала, тут происходят два различных процесса. Скорее всего, коалы обмениваются еще и экзогенной версией вируса.

— Но это, наверное, нелегко доказать — например, было очень трудно обнаруживать ВИЧ-1 на ранних стадиях развития СПИДа.

— Конечно, эндогенные вирусы легко обнаружить — они уже сидят в геноме. Доказательство экзогенной передачи намного труднее.

— Некоторые беспокоятся, что из-за эпидемии коалы могут вымереть.

— Этого не стоит опасаться. Популяция Квинсленда весьма успешна — только в Брисбене больше четырех миллионов коал. Вы можете представить такое в большом городе?

— Хорошо, я верю — коалы не вымрут. Но возможно, эпидемия создаст «бутылочное горлышко» выживания или наподобие того?

— Очень сомневаюсь. Популяции в Квинсленде и Новом Южном Уэльсе процветают. Они в безопасности, причем нет даже и тени угрозы. А у популяции Южной Австралии дела еще лучше.

Эпидемия ретровируса коалы весьма наглядно демонстрирует, как быстро могут распространяться передаваемые половым путем болезни — и как быстро экзогенный вирус может превратиться в эндогенный, соединившись с геномом носителя. Эта стремительность подталкивает к выводу, что эндогенизация — свойство адаптивной стратегии вирусов. А этот вывод, в свою очередь, указывает: ретровирусы, как и бактериофаги, — настоящие «чемпионы» среди природных симбионтов. Как всегда в беседе с высококвалифицированным, опытным ученым, я узнавал много нового — и это способствовало развитию моих собственных идей. По заверениям Рэйчел, коалам вымирание не грозит, они даже и близко не подойдут к вымиранию — но заразится почти каждое животное. И я не думаю, что эндогенизируется в конце концов некая «более слабая» версия вируса — попросту те носители, кто не смог выдержать агрессивного симбиоза с вирусом, вымрут. Тут уместно упомянуть еще одно — и очень важное — обстоятельство.

До недавнего времени вирусологи полагали: подгруппа ретровирусов, известная как «лентивирусы» (включающая ВИЧ-1 и ВИЧ-2), — не подвержена эндогенизации, поскольку не было найдено ни единого примера эндогенизации лентивирусов. Но в 2007 году были опубликованы результаты совместного исследования ученых из Оксфордского и Стэндфордского университетов: у европейского кролика, Oryctolagus cuniculus, был обнаружен эндогенный лентивирус [32] Katzourakis A., Tristem М., Pybus O. G., Gifford R. J. Discovery and analysis of the first endogenous retrovirus. Proceedings of the National Academy of Sciences 2007; 104 (15): 6261–5. . Затем в декабре 2008 года тот же коллектив сообщил об обнаружении первого случая эндогенизации лентивируса у примата, серого мышиного лемура Microcebus murinus, обитающего на Мадагаскаре [33] Gifford R. J., Katzourakis A., Tristem M., et al. A transitional endogenous lentivirus from the genome of a basal primate and implications for lentivirus evolution. Proceedings of the National Academy of Sciences 2008; 105 (51): 20 362-7. .

В свете таких находок, а также учитывая пандемичность СПИДа и обилие вирусных остатков в человеческом геноме, напрашивается вывод о весьма важной роли ретровирусов в человеческой эволюции — причем роли, играемой прямо здесь и сейчас.

Изучая стремительно растущий корпус работ по эндогенным вирусам человека, я наткнулся на чрезвычайно оригинальные идеи Луиса Вильярреала, профессора Центра исследования вирусов и факультета молекулярной биологии и биохимии Калифорнийского университета. К моему удивлению и радости, я обнаружил: он был соавтором главы по эволюции вирусов в «Вирусологии» Филдса — настольной книги всех вирусологов. Более того, его исследовательские интересы были сосредоточены на явлениях самого глубинного уровня — молекулярной биологии и генетике вирусов, то есть там, где происходят интимнейшие явления генетического симбиоза. Но была еще одна, и даже более важная, причина, по какой я стал искать встречи с Луисом Вильярреалом. Вся его научная работа была посвящена детальному анализу эволюционного взаимодействия вирусов с их носителями, и, в частности, тому, как вирусы меняют эволюцию носителей. Несомненно, именно в этом направлении следует искать ключ к парадоксальной загадке, откуда столько вирусов в человеческом геноме. Я уверен, что ответ нельзя найти, рассматривая человечество само по себе, — его следует рассматривать исключительно как органичную часть всего живого на Земле.

Наш первый разговор мы начали с самых основ: когда и откуда явились вирусы?

— Тут есть, по мнению некоторых людей, дилемма, — заметил Вильярреал. — Вирус — паразит клетки. Следовательно, по их мнению, пока не образовались клетки, вирусов быть не могло. Но на самом деле вирусы могут паразитировать на любой способной к репликации системе, включая другие вирусы. В общих чертах, как только у вас появилось нечто способное к размножению, его может заразить вирус. В истории живого нет фиксированного момента, о котором можно сказать: «До него вирусов не было, а после — были». И в пребиотическом мире наверняка были генетические паразиты, паразиты всего, способного воспроизводить себя.

Мне стало любопытно, что же думает Вильярреал о распространенном убеждении многих генетиков и биологов о заимствовании современными вирусами генетического материала у носителей?

Вильярреал сказал, что придерживающиеся такого взгляда люди не понимают самой сути вирусов. Большинство вирусных генов не найдено ни у бактерий, ни у животных, ни у растений — да и ни в каком другом носителе. А это значит: вирусы способны сами по себе производить сложные гены. Большей частью их геномы — это коллекция разнородных частей, заимствованных у других вирусов. Океаны кишат подобными вирусами. По сути, прямо перед нашими глазами непрерывно происходит генетическое творение, причем в гигантских масштабах, — нечто вроде биологического «Большого взрыва».