Навошта ўвогуле патрэбныя вірусы? Без іх нас магло б не быць
Вірусы выклікаюць эпідэміі і ствараюць сапраўдныя катастрофы. Але яны таксама важная частка жыцця на зямлі, піша «Папулярная механіка».
26.08.2022 / 19:33
Фота: commons.wikimedia.org
Па словах вірусолагаў, хоць часам вірусы бянтэжаць і непакояць, яны насамрэч вельмі ўражальныя. Невялікая група генаў у мудрагелістай абалонцы, якая можа хутка эвалюцыянаваць, каб працягваць адольваць клеткавую абарону, вірус падобны да робата, што пастаянна адаптуецца і стварае свае копіі.
У адрозненне ад усіх іншых формаў жыцця ў нашым свеце, вірус не стварае ўласнай энергіі для працягу жыцця, ён не складаецца з клетак і не расце. Ён не выкарыстоўвае нічога ў навакольным асяроддзі, акрамя клетак іншых жывых істот, якія становяцца жытлом для новых асобнікаў вірусаў.
«Мы, імаверна, ідэнтыфікавалі толькі невялікі працэнт вірусаў, якія існуюць у свеце, і адкуль яны ўзяліся, ніхто не ведае. Было прапанавана некалькі тэорый пра тое, здарылася гэта да або пасля з'яўлення клетак», — кажа Алан Ротман, вірусолаг-імунолаг з Універсітэта Род-Айленда.
Ротман больш за 30 гадоў вывучае імунітэт і патагенез вірусных захворванняў у чалавека (то-бок тое, як развіваецца хвароба). Гэта пытанне курыцы і яйка. Хоць у вірусаў ёсць структура, якая ўтрымлівае іх разам, Ротман лічыць, што генетычны кампанент, які кіруе іх паводзінамі, імаверна, з'явіўся першым. Чаму? «Структурная частка не мела б сэнсу ў адсутнасць клетак», — кажа ён.
Людзі даўно задаюцца пытаннем: ці жывыя вірусы? Але, на думку Ротмана, пытанне аб тым, ці з'яўляюцца вірусы рэальнай формай жыцця, не з'яўляецца актуальным.
«Я знаходжу гэтае пытанне хутчэй пацешным практыкаваннем для разважанняў», — кажа ён.
Прычына, па якой гэтае пытанне не мае практычнага значэння, у тым, што людзі ўсё яшчэ спрабуюць зразумець, што такое жыццё як такое, тлумачыць ён.
«Таму я б сказаў, што большасць людзей, імаверна, схіляцца да таго, што вірусы нельга назваць жывымі, але яны частка жыцця. Яны шмат чаму вучаць нас пра жыццё».
Мы з'яўляемся носьбітамі мноства вірусаў. Многія з іх зусім бясшкодныя для нас. Больш за тое, бактэрыі нашага арганізма маюць уласныя вірусы, званыя бактэрыяфагамі. «У кожнай галіны жыцця ёсць свой вірус», — тлумачыць Ротман. А ёсць вірусы, якія могуць нават заражаць іншыя вірусы. Прынамсі, адзін такі выпадак быў адкрыты, кажа ён.
Вірусы сапраўды ўтрымліваюць шмат інфармацыі ў сваім кароткім геноме. «Ён падобны на швейцарскі нож, асабліва ў маленькіх вірусаў, — кажа Ротман. — Ім даводзіцца выкарыстоўваць свае бялкі для ўсяго, што яны робяць. Так, адзін бялок можа выконваць па меншай меры пяць розных функцыяў, і мы ўсё яшчэ адкрываем для іх новыя функцыі. Ведаеце, гэта адна з самых цікавых частак вірусалогіі».
Напрыклад, Dengue virus, які выклікае ліхаманку дэнге. Яго распаўсюджваюць камары, а ліхаманка дэнге выклікае высокую тэмпературу, высыпку, болі ў цягліцах і суставах. Дык вось, гэты вірус вырабляе дзесяць розных бялкоў, якія робяць усё. Для параўнання, у нас, людзей, дзясяткі тысяч бялкоў, кожны з якіх выконвае сваю унікальную функцыю. Тры бялкі віруса дэнге ствараюць саму вірусную часціцу, а астатнія сем бялкоў адказваюць за ўсе астатнія функцыі віруса, такія як змяненне структуры клеткі, якую яны заражаюць, капіраванне віруснай РНК і адключэнне ўсіх магчымасцяў клеткі-гаспадара да супраціўлення.
Такім чынам, кожны бялок павінен выконваць дзве або тры розныя функцыі. «Яны злучаюць разам функцыі ферментаў, якія ніяк не могуць быць часткай адзін аднаго. Гэта проста неверагодная машына», — кажа Ротман.
Вірус атакуе клеткі.
Гэтая элегантная шматфункцыянальнасць — гэта выдатна, але вось факт пра вірусы, які сапраўды захоплівае дух: нягледзячы на згубныя ўласцівасці некаторых вірусаў, напрыклад, выклікаць хваробы і смерць, мы можам падзякаваць гэтым, здавалася б, простым кавалачкам генаў за фарміраванне жыцця, якой мы ведаем.
Вірусы наглядна дэманструюць сутнасць эвалюцыі: кожны від і самі вірусы пастаянна змяняюцца, рэагуючы на іншыя жывыя і нежывыя істоты ў навакольным асяроддзі. Некаторыя з нашых эвалюцыйных рысаў з'явіліся дзякуючы рэтравірусам, якія з'яўляюцца разнавіднасцю вірусаў, чые гены сплятаюцца з нашай уласнай ДНК і перадаюцца будучым пакаленням.
«Калі вы паглядзіце на геном чалавека, то акажацца, што вялікі яго адсотак складаюць рэтравірусы», — распавядае Рэбека Датч з Медыцынскага каледжа Універсітэта Кентукі, дзе яна вывучае рэспіраторныя вірусы чалавека, такія як COVID-19.
Хоць нашы целы не абавязкова выкарыстоўваюць многія з гэтых атрыманых у спадчыну вірусных паслядоўнасцяў, некаторыя гены карэнным чынам змянілі наш від.
Каля 160 мільёнаў гадоў таму маленькі пухнаты продак ўсіх сучасных млекакормячых адклаў яйкі. Рэтравірус змяняў яго рэпрадуктыўныя прыкметы на працягу многіх пакаленняў, пакуль млекакормячыя не набылі здольнасць вырошчваць патомства ўнутры ўласнага цела.
Раней у жывёлы не было магчымасці аддзяліць ўласнае кровазабеспячэнне ад новага арганізма, які спее ўнутры яго. Але вірусны ген, а магчыма, і гены некалькіх розных рэтравірусаў, згулялі важную ролю ў развіцці плацэнты — органа, які вырошчвае маці, каб аддзяліць сваё цела ад плоду. «Замест таго каб злучацца з клеткай, вірус злучае клеткі плацэнты разам», — тлумачыць Датч.
«Па сутнасці, у гэтым выпадку мы ўзялі тое, што было ў віруса, для нашай уласнай карысці, — кажа яна. — Бываюць і такія выпадкі: тое, што з'явілася ў вірусаў, аказваецца ключавой часткай нас. Гэта дзіўна».
Так што, магчыма, нам не варта турбавацца пра тое, што вірусы паўсюдныя. Яны захоўваюць у сабе дастаткова таямніц, каб даследчыкі займаліся імі на працягу многіх жыццяў, навукоўцы ўпэўненыя ў адным: гэтыя дзіўныя спадарожнікі, імаверна, заўсёды будуць часткай жыцця.