Пьер Кернер - Я, паразит

Ученые приветствовали это ультрасовременное оружие, а когда поняли, что механизм CRISPR можно перепрограммировать так, чтобы мишенью становилась практически любая последовательность ДНК, вирусная или нет, пришли в полный восторг. Используя кусочек РНК и режущий фермент Cas9, люди сегодня могут сравнительно легко модифицировать геном по своему усмотрению. Будем надеяться, что они сумеют разумно распорядиться этой огромной силой, позаимствованной у сторон паразитарного конфликта, в котором сами они не участвовали. Мы манипулировали геномом миллиарды лет, и я позволю себе процитировать мудрые слова духовного гуру вирусов: «Чем больше сила, тем больше и ответственность». Пусть они отзовутся в ваших душах и направят вас на путь перерождения.

Из всех объектов ваших генетических манипуляций вас особенно занимают растения, потребляемые вами в пищу, а также сельскохозяйственные животные. Что и говорить, людям трудно понять феномен межвидового альтруизма и смириться с тем, что насекомые атакуют их зерновые, фрукты и овощи, а вредители уничтожают посевы. Генетическая модификация этих растений — один из способов сделать их более стойкими. Вслед за паразитической осой, поведавшей о своем образе жизни в главе II, вы одомашниваете паразитов для борьбы с вредителями, истребляющими ваши посевы. Правда, использование паразитизма вы предпочитаете называть борьбой с паразитами. Чтобы защитить свои поля и сады от паразитов, вы постоянно опыляете их личинками паразитических ос, чья способность пожирать гусениц изнутри привела вас в ужас, или личинками внутритканевых нематодных червей, за несколько дней убивающих травоядных насекомых: такие пестициды не загрязняют окружающую среду.

Французы стали пионерами в применении биологической защиты растений. Когда предмету их национальной гордости, вину, в XIX веке угрожала тля филлоксера, уничтожавшая виноградную лозу, они использовали клещей, естественных врагов этой тли. Увы, для сдерживания филлоксеры этого оказалось недостаточно, но этот опыт позволил вам оценить огромный потенциал паразитизма для защиты сельскохозяйственных растений. Поэтому сегодня для борьбы с инвазивными видами насекомых вы регулярно обращаетесь к паразитам, к примеру, мухам-форидам, чьи личинки, обезглавливающие огненных муравьев, в главе III приводили в ужас рассказчика (о котором, кстати, у нас до сих пор нет никаких известий). Некоторые паразитоидные нематоды, такие как Phasmarhabditis hermaphrodita , помогают вам в войне против слизней, опустошающих огороды. Эти черви искусно манипулируют поведением своего хозяина, побуждая его хоронить себя заживо, прежде чем погибнуть от рук нематоды. А некоторых паразитов вам и просить не приходится, они сами охотно помогают вам бороться с вредителями. Токсоплазма, поражающая крыс, заставляет их пренебрегать опасностью, из-за чего они чаще попадают в ловушки или в кошачьи когти!

На самом деле суть такой паразитарной биологической защиты чаще всего заключается в восстановлении нарушенного естественного баланса. Вредители сельскохозяйственных культур — как правило, организмы, которые искусственным путем были внедрены в непривычную среду, где их естественные враги и паразиты отсутствовали. Природный баланс может быть восстановлен благодаря агентам биоконтроля, но для этого необходимо уважать паразитизм и понимать его экологическое значение. Сегодня многие фермеры добиваются этого, сажая, например, дзен-сады с биологическими коридорами, где их помощники-паразиты могут разместить свои биологические ниши.

Если люди прибегают к генетическим манипуляциям всего несколько десятилетий, то природа, главная поклонница фэншуй, преобразует геномы живых организмов с момента их появления. И здесь вирусам выпала честь стать избранным инструментом генетических модификаций. Путешественники и сквоттеры, мы наделены противоположными характеристиками, но обе они приводят к геномным инновациям. Включая нашу ДНК в геном клетки-хозяина, мы создаем атмосферу хаоса, сопровождающуюся небольшими изменениями в геноме, последствия которых могут оказаться полезными для наших хозяев.

Бывает и так, что при выходе из генома хозяина вирус захватывает фрагменты его генетического материала. Тут он выступает в роли курьера, доставляя этот материал новому хозяину, который, заразившись вирусом, одновременно приобретет и новые генетические компоненты. Таким образом, вирусы служат гарантами переноса генетической информации от одних видов к другим. Иногда вирус утрачивает способность покидать клетку-хозяина, и его ДНК оказывается встроенной в хозяйский геном. Преимущества такого переноса генетического материала как для хозяина, так и для паразита на первый взгляд неочевидны. Тем не менее паразитической осе, рекламировавшей подобный феномен в главе II, он позволяет выделять во внешнюю среду вирусы, которыми она заражена и чей генетический материал содержит инструкции по образованию токсинов осы. Таким образом, вирус осы, наделенный способностью переносить гены, превращается в помощника хозяина, которому выгодно сохранение своей генетической информации.

Перемещение генетического материала вирусами иногда оставляет отпечатки и приводит к дополнениям и перестройкам в геноме хозяина. Вирусы могут непредсказуемо мутировать, деградировать и задерживаться в геноме хозяина, не способном избавиться от этого генетического мусора. Такие остатки вирусов, зачастую очень древние, передаваемые из поколения в поколение, продолжают накапливать новые модификации, то есть претерпевают генетическую эрозию своей вирусной сущности. Как бы дико это ни звучало, вы и сами своего рода вирусы: установлено, что 8 процентов человеческого генома имеет вирусное, или, точнее, ретровирусное происхождение. Ретровирусы отличаются тем, что их генетическим материалом служит РНК. У них также есть фермент, который после инфицирования клетки-хозяина превращает ее в ДНК генома вируса, встраивающуюся в геном хозяина во множестве копий. В общем, человеческий геном украшают почти 100 000 ретровирусных фрагментов, и совсем недавно появилась новая научная дисциплина, изучающая их историю, — палеовирология.

Этот избыток генетического материала — настоящее молекулярное бремя: ваши клетки, не в состоянии от него отделаться, вынуждены копировать его при делении. Но, подобно человеческим ученым, которые используют вирусные гены в генной инженерии, эволюция манипулирует остатками вирусного генома, что иногда приводит к появлению новых важных функций. Так вышло, что млекопитающие в какой-то степени обязаны остаткам вирусных геномов становлением программы своего эмбрионального развития и, как это ни парадоксально, способностью эмбриона защищаться от потенциальных вирусных инфекций. Большинство млекопитающих позаимствовали вирусные гены, влияющие на иммунитет, чтобы эмбрион не воспринимался иммунной системой как чужеродный трансплантат, подлежащий отторжению и уничтожению.