Карин Мёллинг - Вирусы: Скорее друзья, чем враги

У меня есть соседи по квартире – четыре подвижных мелких краба, которые живут в стеклянном шаре (они напоминают мне о детстве и щипцах ERNA для разделки крабов, которые у меня были, когда я росла в Бюзуме на побережье Северного моря, где часто едят крабов). Шар помещается у меня в руке – это целый мир, самодостаточный и полностью герметичный, в нем нет отверстий для добавления чистой воды, или пищи, или воздуха. Внутри шара – вода, несколько мелких белых камешков, образующих грунт. Несколько черных пластмассовых веточек имитируют растения на морском дне. Это герметичный стеклянный шар, внутри которого находится жизнь. На самом деле это аквариум, но только автономный, который не нужно регулярно чистить или добавлять туда корм. Но ему нужен солнечный свет. Однако нужно точно знать, сколько именно солнца – не слишком много, но и не слишком мало. При избытке солнечного света стенки аквариума изнутри покрывают зеленые водоросли. Для решения этой проблемы прилагается небольшой магнит, а другой магнит находится внутри аквариума и используется для удаления цветущих водорослей. Этот стеклянный шар создает эффект линзы, визуально увеличивая размер крабов. Когда я возвращаюсь домой, первое, что я делаю, – иду поздороваться со своими симпатичными маленькими домашними питомцами, и так продолжается уже несколько лет.

Шар – «экосфера», разработанная НАСА 20 лет назад. Предполагалось, что такой стеклянный шар возьмут на орбиту. Вполне возможно, что так и произошло, просто я этого не знаю. В интернете идею таких аквариумов осудили, назвав проявлением жестокости. Однако, если крабы плавают кругами, возможно, они не осознают, что находятся в герметично закрытом пространстве. В этом загадочном шаре, кроме крабов и водорослей, должно быть и нечто другое – невидимые бактерии и, конечно же, вирусы, увидеть которые шансов почти нет.

Солнечный свет стимулирует метаболизм водорослей, крабики питаются водорослями и бактериями, а бактерии переваривают продукты жизнедеятельности крабов, производя питательные вещества. Крабы и бактерии вырабатывают углекислый газ, который необходим водорослям для получения кислорода. Все понятно? До чего же сбалансированное равновесие! Если водорослей будет слишком много, крабики не смогут их переработать; если водорослей будет слишком мало, крабики умрут от голода. Однажды один краб исчез. Отчего он погиб? От голода или отсутствия солнечного света? Каковы бы ни были причины, он, безусловно, распался на молекулы, которые попали в метаболический цикл. Это – и гибель организма, и часть пищевой цепочки.

Везде на планете важно поддержание такого хорошо сбалансированного круговорота между ресурсами и отходами. Плохо одетый мальчик, на горе мусора в одной из развивающихся стран, размахивает видеокамерой и пластиковой картой Visa на имя г-жи Мюллер из города Ванне-Айккель, который находится за несколько тысяч километров от этого места! Что же это за система утилизации отходов? Или вот еще один пример: когда в 2010 г. вдали от побережья Флориды произошла утечка нефти после взрыва полупогружной нефтяной платформы Deepwater Horizon, ученые были удивлены тем, как быстро бактерии лизировали вытекшую нефть. Опять-таки бактерии растут до тех пор, пока у них есть пища, и погибают по окончании очистки – это эффект самоограничения. Однако сгустки нефти утонули – как они себя поведут? Природа на удивление быстро восстановилась – по крайней мере на поверхности океана. То же самое произошло после аварии на Чернобыльской АЭС и извержения вулкана Сент-Хеленс в США. Здоровая экосистема, очевидно, может пережить такие катастрофы и начать развиваться снова.

Нужно ответить на вопрос, касающийся вирусов в экосистеме стеклянного шара. Безусловно, в этой экосистеме есть вирусы. НАСА о них не сообщило, поскольку о них никто не знал. Они находятся внутри бактерий, метаболизирующих нефть, в виде фагов, а также внутри моих крабов: в кишечниках и на панцирях. Это известный факт. Тем не менее до тех пор, пока система хорошо сбалансирована, вирусы не являются болезнетворными. Именно поэтому мы о них не знаем. Между прочим, «экосферу» можно заказать через интернет.

НАСА собирается отправить на Марс тихоходок ( Acutuncus antarcticus), микроскопических медленно передвигающихся животных, похожих на жучков, с морщинистой мордочкой. Многие люди о них даже не слышали, равно как и я, до тех пор, пока не посетила Институт внеземной физики (бывший Институт академической и прикладной ядерной физики), где 50 лет назад писала дипломную работу по космическим лучам. Там после Второй мировой войны ученые изучали атмосферный ливень из элементарных частиц после их прохождения через семиметровое цементное покрытие бункера, соответствующее толщине вторичной атмосферы, чтобы проанализировать, как они замедляются и захватывают элементарные частицы высокой энергии. В настоящее время тихоходок готовят к отправке в космос и полету на околоземную орбиту. Тихоходка продемонстрировала довольно впечатляющую способность к возрождению. В 1983 г. японцы заморозили при –20 °С образцы нескольких видов арктических мхов. Недавно их разморозили для проведения исследований, и изо мха вылезли две тихоходки, одна из которых выжила и отложила яйца. Эти крошечные существа выживают при заморозке, оттаивании, воздействии высоких температур и радиации, и они могут жить очень долго. У них есть ген Methuselah (от библейского долгожителя Мафусаила ). Они используются как модель для выживания на орбите. Может ли случиться так, что тихоходки ползают в любом уголке планеты, в Чернобыле или на вулкане Сент-Хеленс? Безусловно, эта модель выживания очень отличается от модели выживания, действующей в стеклянном шаре с крабами. Есть ли в их в геноме LINE и SINE или настоящие вирусы? Конечно.

Некоторые эксперименты даже не планировали, они произошли случайно: споры, случайно оказавшиеся в коробке из пенополистирола, слетали на Луну и обратно и вернулись невредимыми. Я бы отправила на орбиту семена гингко билоба, поскольку эти деревья пережили атомную бомбардировку в Японии, находясь всего в нескольких километрах от эпицентра взрыва. А что насчет вироидов в пробирке, частей РНК? Может быть, это первые биомолекулы? Они стали бы моими излюбленными зайцами (безбилетными пассажирами), и вполне возможно, что они возвращались бы интактными и где-нибудь могли бы начать жизнь сначала.

Принцип генной терапии очень прост: природа предоставляет нам вирусы, способные быть носителями онкогенов, а вирусологи заменяют онкогены терапевтическими генами. Таким образом, онкогенные вирусы являются болезнетворными, а терапевтические оказывают лечебное действие. Генная терапия использует принцип, которого придерживаются все вирусы, – перенос генов. В этом заключается основная роль вирусов в процессе эволюции.