Вирусы: друзья или враги? Медики, да и обычные люди тоже, обычно рассматривают вирусы как некое злое начало, призванное убивать человека и другие живые организмы, вызывая у них болезни. Сейчас в пандемию ковида это мнение только укрепилось. Но не все так просто. Известный ученый профессор К. Уманский предполагал, что все наоборот: роль вирусов - проводить тонкую настройку всего живого, включая человека, к постоянно изменяющимся условиям окружающей среды на планете Земля. Такой взгляд позволяет понять, как все живое сумело не только уцелеть за миллиарды лет, но еще и эволюционировало, развивалось и усложнялось. ПЕРЕНОСЧИКИ ГЕНЕТИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ В пользу такой позиции свидетельствуют многие факты. Например, чрезвычайно высокая концентрация вирусов в природе. И самое главное - способность многих из них к так называемому горизонтальному переносу генов. Это очень важно для эволюции биосферы. Наша справка Что такое горизонтальный перенос генов Обычно генетика занимается вертикальным переносом генов - передачей их от родителей ребенку. Но при горизонтальном переносе генетический материал передается не потомку. Его осуществляет особая разновидность вирусоподобных частиц, они привносят в геном бактерий новые фрагменты ДНК. Исследования, опубликованные в 2010 году, показали, что такой перенос генов между неродственными бактериями происходит значительно чаще, чем считалось ранее. Здесь самое время вспомнить еще и мысль известного отечественного палеоботаника С. Мейена: «Сейчас скапливается все больше данных, что генетическая информация перетекает не только от родителей к детям, но и вовсю растаскивается в сторону вирусами и, возможно, другими низшими организмами», вирусная трансгрессия действительно была важным эволюционным фактором. ВИРУСНЫЕ ЧАСТИЦЫ – ЧАСТИЦЫ ИНФОРМАЦИИ Так что же такое вирус с точки зрения биосферы и зачем он нужен? По сути, он представляет собой фрагмент нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК), плотно упакованный в белковую оболочку. С точки зрения современных цифровых позиций, это хорошо упакованный блок информации. Всего 1 грамм ДНК вмещает в себя 215 млн Гб информации. А теперь представьте, что мы на 8% состоим из останков вирусов, живших на нашей планете 50 млн лет назад. Когда вирус находится вне живого организма, в нем ничего не происходит, он не живет. Так вирусы блуждают по планете от одного биологического объекта к другому. Встречаясь с подходящим биологическим объектом (человеком, животным или растением), они проникают в него и переключают управление на себя. Это обес­печивает воспроизведение заложенной в них информации, и тем самым вирусы поддерживают и распространяют ее. «В ЭТОМ МИРЕ НИЧЕГО СЛУЧАЙНОГО НЕТ…» Подтверждение взглядов профессора Уманского пришло от представителей точных наук. В 1979 году физик и математик Е.К. Тарасов, используя методы математического анализа, показал, что мутации, то есть изменения в генах, практически всегда носят неслучайный характер. Они подчиняются законам, определяющим общее прогрессивное течение эволюции. И значит, взаимодействия вирусов с любыми организмами тоже не случайны. Конечно, они направлены на воспроизводство новых поколений вирусов, но еще и на изменение тех клеток живых организмов, с которыми вирус взаимодействует. То есть вирус управляет мутациями в клетках человека, животных и т. д. Цель вируса - не вызвать болезнь и убить инфицированный организм (если было бы так, все живое давно бы погибло), ему важно встроить свой геном в генетический аппарат клетки зараженного человека, животного, растения или бактерии. Фактически это естественная генная инженерия. А генным инженером является биосфера Земли. Она не случайно, а целенаправленно, посредством вирусов управляет изменениями функций клеток. ПРИРОДА – ГЛАВНЫЙ ГЕННЫЙ ИНЖЕНЕР Как специалисту, мне понятно, что в природе существуют все механизмы, необходимые для этого. Когда я начинал работать, меня не оставляла мысль: а зачем природа создала такое множество ферментов, как будто бы она знала, что многие из них понадобятся человеку при занятии генной инженерией. Для примера: самый популярный сейчас метод редактирования генома CRISPR - Cas9, авторы которого удостоены в 2020 году Нобелевской премии, использует природные механизмы. Мне кажется, что просто природа уже миллиарды лет занимается генной инженерией, а мы только в конце ХХ века научились повторять и использовать ее методы. Естественная природная генная инженерия, действующая с помощью внутриклеточных ферментов, представляет собой механизм, способный изменять деятельность клеток в необходимом организму направлении. Если нервная и эндокринная системы обеспечивают быструю немедленную регуляцию, то адаптация за счет перестройки генетического кода способна приспособить жизненно важные системы организма на длительный срок. ЗАПЧАСТИ ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА Вирусы играют большую роль в репарации (ремонте) клеток. Это показала отечественный ученый Г.Д. Засухина. Но они могут быть не только ремонтной бригадой. Судя по всему, вирусы могут способствовать и регенерации, т. е. полному восстановлению утраченных тканей. Об этом свидетельствуют эксперименты Эберта на куриных эмбрионах, осуществленные еще в 1959 году. Фактически он показал, что для живого организма можно создавать запасные части. Природа, будучи дальновидной, предусмотрела специальные механизмы, обеспечивающие не только ремонт, но и в отдельных случаях создание новых частей организма. В качестве примера можно вспомнить эксперимент по выращиванию на спине крысы ушной раковины из человеческих клеток. Ее можно потом пересадить человеку. Другой фантастический природный механизм: вирусы могут влиять на соотношение полов в мире. Это показал известный американский ученый лауреат Нобелевской премии Б. Блюмберг. Он доказал такую способность для вируса гепатита В. Вопрос этот оказался настолько существенным, что Б. Блюмберг ставит под сомнение даже целесообразность проведения профилактической вакцинации от гепатита В из опасений нарушения экологического равновесия. ЗАЧЕМ НУЖЕН ИММУНИТЕТ? Если, как мы предполагаем, вирусы нужны природе, то для чего тогда существует противовирусный иммунитет? Почему он может уничтожать вирусы? Есть знаменитое определение иммунитета, сформулированное Фрэнком Бернетом: основная функция иммунной системы - отличать свое от чужого. Нам кажется более правильным следующее определение: отличать то, что человеку и другим организмам нужно, от ненужного. При таком взгляде иммунная система не столько противостоит вирусам, сколько регулирует их взаимодействие с клетками организма. Важную роль в этих процессах играет интерферон. Это специфический белок, вырабатываемый в ответ на внедрение вирусов в организм. Он препятствует проникновению их в клетки. Важно, что в последние годы появились работы, показывающие, что образование интерферона имеет определенное отношение к процессам включения вирусного генома в генетический аппарат клетки. Следовательно, он регулирует эти природные генно-инженерные процессы. В этом свете нахождение вируса в организме уже сегодня видится двояко. В одних случаях он вызывает заболевание, в других - является фактором биосферы, вызывающим корректировку организма в связи с изменившимися условиями внешней среды. И в силу всех этих доводов мы неизбежно приходим к выводу: вирусы - не враги человечества, это существенный фактор эволюции. С их помощью биосфера управляет этим процессом. Александр Байдусь, биохимик, биотехнолог, лауреат премии Совета Министров СССР за разработку и организацию промышленного производства реагентов для синтеза генетических структур. Фото: ADOBE STOCK