Знание-сила, 2005 № 03 (933)

По всей видимости, нашим предкам в сухих саваннах оно понадобилось гораздо больше, нежели обоняние, которое таким образом в значительной степени редуцировалось. Как говаривал Аркадий Райкин, "если что-то где-то убыло, то в другом месте прибавится".

Добавим, что в 2004 году Нобелевскую премию дали за открытие обонятельных белковых рецепторов, что в конечном итоге привело к выделению генов этих рецепторов и стволовых клеток мозга, а в начале 2004 года — к клонированию мыши из стволовой клетки обонятельных нейронов! Но это уже другая тема.

Токсин сибиреязвенной бациллы с рецептором, "растущим" из клеточной мембраны

Так восклицает герой бессмертной трагедии "Ромео и Джульетта", при писываемой наряду с другими великими творениями Шекспиру.

Чума вечно преследовала и фараоновский Египет, вспомним "казнь египетскую", насланную на ни в чем не повинный народ Моисеем, и Византии базилевсов, к стенам которого в VI веке "подкатила" волна славян. Европа содрогнулась в середине XIV века от "черной смерти", унесшей, как считается, до трети европейского населения!

Джованни Боккаччо описывает в предисловии к своей самой знаменитой книге ужасы чумной эпидемии, поразившей прекрасную Флоренцию. Единственным спасением от неминуемой смерти было бегство, в результате которого десять героев книги оказались на загородной вилле. Каждый из них рассказал по десять историй самого разного содержания и достоинства. Так родился "Декамерон" — десятичастник (сравни: декан — дьякон — десятник в первых христианских общинах; "мер" — мера, часть; отсюда моно- и полимер).

У англичан в чумную эпидемию 1666 года сгорел дотла норманнский собор Св. Павла в Лондоне, пожар которого запечатлен на одной из картин. Пожары случались из-за того, что все чумное сжигали на кострах. Поэтому нет ничего удивительного в том, что чума причислялась к самому страшному проклятию.

Возбудитель чумы был открыт в самом конце XIX века французским врачом А. Йерсеном в далеком Гонконге. В честь первооткрывателя род микробов, в состав которых входит и возбудитель псевдотуберкулеза, назвали "йерсиния".

В силу сложности работы с особо опасными инфекциями геном возбудителя чумы прочитан только в 2004 году. Сделано это, кстати, в знаменитой Национальной лаборатории имени Лоуренса в Лос-Ацджелесе, в которой в свое время разрабатывался рентгеновский лазер для звездных войн. Такая вот переориентация исследований в духе начала геномного миллениума.

Известно, что чума "начинается" у грызунов и только затем переносится со вшами и блохами на человека. В Европе всех вредных насекомых числят по-библейски "пестами", отсюда — "пестициды", убивающие вредителей полей и урожаев, а также надоедливых комаров. Самым известным пестицидом являлся до своего запрета знаменитый "дуст" — пыль, от англ. dust (гексахлоран), которым пропитывали форму американских солдат, готовящихся к высадке на Мидуэй и в Нормандии.

Чумная бацила Y.pestis (слева) и ее кольцевидный геном (справа)

После такого исторического объяснения, надеюсь, понятно, почему полное название чумной бациллы — Yersinia pestis (Y.pestis). Так уж совпало, что незадолго до публикации генома Y.pestis в "Трудах АН США" (PNAS) в Штатах вышли две книги, посвященные истории и современным исследованиям чумы.

Одна из этих книг написана антропологом и "свободной" писательницей Венди Орент, поместившей на обложку гигантское изображение блохи. На 276 страницах рассказывается в весьма вольном изложении история "черной смерти" середины XIV века, а затем происходит "перескок" в наши дни.

В духе незабвенного Ле Карре, автора "Шпиона, пришедшего с холода", рассказывается полная детективной интриги история о встрече в Москве с биологом Игорем Дамарским, который 23 года своей жизни посвятил изучению чумы.

Весь "посыл" книги сконцентрирован на том, что в Советском Союзе проводилось биотехнологическое "конструирование" возбудителя чумы с целью использования в качестве биологического оружия. В США, запуганных ликвидацией в одночасье башен-близнецов Всемирного торгового центра и последовавшей вслед за этим почтовой атакой сибирской язвы, такой посыл прошел на ура.

Однако журнал "Нейчур", давший рецензию на книгу Орент, был гораздо более скептичен, написав, что никто и не предполагал такого уровня развития биотехнологии в бывшем СССР. Но вернемся к публикации в "Трудах АН США".

В Ливерморе сравнили геномы У. pestis и Y.pseudotuberculosis (псевдотуберкулезной), которая живет в почве и воде, вызывая обычные кишечные расстройства. Сравнение геномов показывает, что чума "выделилась" эволюционно относительно недавно, поскольку до сих пор отчетливо видно тесное генетическое родство двух микробов.

Оказалось, что почти полтысячи генов псевдотуберкулезной йерсинии (более 450, что составляет 13 процентов от всего генома) не функционируют. Но особенно поразила ученых массивная эволюционная редукция генома возбудителя чумы, связанная с утерей многих генов, которые необходимы для "свободной жизни".

Явление редукции паразитов хорошо известно еще с XIX века, но детально изучено на геномном уровне впервые. У чумной бациллы просто нет многих метаболических "путей", а другие модифицированы в сторону опять же упрощения. А зачем, если ей "под каждым кустом и кров, и дом"?

Изучение полного генома Y. pestis позволило выделить три биоварианта микроорганизма, соответствующих зафиксированным в истории эпидемиям чумы, — античный, средневековый и восточный, "ориенталис".

Новый генетический материал чумной бациллы представлен 32 генами, которые могут выделяться в результате "сжатия" генома в отдельную плазмиду, которую можно назвать плазмидой вирулентности. Интересно, что предсказать наличие плазмиды весьма проблематично, но именно она отвечает за "инъекцию" в клетку цитотоксинов и "эффекторных" белков, которые пагубно действуют на процессы, протекающие в цитоплазме.

И в заключение еще одна история из описаний вечной войны человека с инфекциями. Летом 1976 года Филадельфия готовилась к торжественному празднованию 200-летия американской независимости. И так уж получилось, что первым решил отметить столь знаменательную дату Американский легион, члены и ветераны которого собрались в лучшем отеле колыбели американской революции. Накануне съезда в отеле закончили монтировать новую систему кондиционирования воздуха...