Науково про віруси
Юрій Христензен: Мільярди років тому органічні молекули навчилися копіювати в первинному бульйоні собі подібних. Так виникли перші форми життя. Потім просунуті молекули створили клітинну оболонку і змогли тягати бульйон з собою. Але неклітинні форми життя нікуди не зникли. Їх генетична різноманітність досі набагато вище, ніж у всіх рослин, тварин і мікроорганізмів разом узятих.
Віруси — це неклітинна форма життя. Це програма, записана на молекулі РНК/ДНК. Коли програма потрапляє в живу клітину, вона каже їй реплікації вірус. Клітка пручається і не хоче виробляти потрібні білки. Віруси з перемінним успіхом намагаються блокувати цей механізм. Потім вступає в дію імунна система, яка вбиває не вірус, а заражену клітину.
Самі противні віруси прийшли до людини від тварин. Наприклад, віспа імовірно з’явилася 3000 років тому від одомашненого худоби. У 70-х роках минулого століття люди в Африці заразилися від макак вірусом Эболлы. А в 2013 році в багатьох країнах поширився верблюжий коронавірус. Всього їм заразилося близько 2500 осіб, 900 з яких загинуло. Випадки зараження реєструються і зараз.
Препаратів прямої дії проти вірусів зазвичай не існує. Виняток — «соціальні» інфекції, такі, як СНІД, гепатит-З, грип, герпес. Нещодавно повідомили про успішні випробування ліки проти Еболи. Вакцини, що виробляють імунітет, існують, але розробляються не один рік і не завжди допомагають від нових штамів. Тому порятунок потопаючих — справа рук самих потопаючих.
Дмитро Ведмідь: Добре б, якщо б вірусів ніколи не було? Не думаю. Не знаю, як би тоді розвивалося життя на Землі, якби розвивалася взагалі, але нас би не було точно.
Вірусів дуже багато. Дуже — недостатньо підходяще слово, але тут можливості мови недостатні.
Спробуємо зайти з боку математики.
Ось, наприклад, океан. У чайній ложці води в середньому 50 мільйонів вірусів. В основному бактеріофагів. Без них океанська екосистема розвалилася б дуже швидко. 90% морської біомаси — мікроорганізми, але вірусів в 10-15 разів більше. Всього за день віруси вбивають 20% цієї біомаси, тим самим стимулюючи зростання, різноманітність і підтримуючи рівновагу морського життя і складних біогеохімічних процесів. А всього вірусів на Землі не менше ніж 10^31 штук.
10000000000000000000000000000000.
Зірок у всій спостережуваного Всесвіту менше в 10 мільйонів разів. А якби всі віруси Землі скласти ланцюжок, то цей ланцюжок дотяглася б… Куди? До Місяця? До Сонця? До Альфи Центавра? Хто більше?
До Туманності Андромеди і назад.
Абсолютно незрозуміло, як з’явилися віруси. Є три основні гіпотези. Перша говорить, що віруси — це втікачі фрагменти генетичного коду клітин, які еволюціонували, придбавши здатність будувати оболонки і заражати інші клітини. Інша гіпотеза говорить, що віруси — це до межі упростившиеся мікроорганізми. Третя — що спочатку були віруси, а потім все інше. Кожну з гіпотез можна розгромити, задаючи питання, на які прихильників гіпотези просто нема чого відповісти. Найсвіжіша гіпотеза намагається об’єднати всі три, стверджуючи, що віруси утворювалися неодноразово, а самі перші віруси з’явилися одночасно з самими першими клітинами.
Віруси впливають на еволюцію не тільки в дарвінівському сенсі, відсіваючи найменш пристосованих. Вірусний геном може вбудовуватися в клітинний, втрачати руйнівні здібності і далі передаватися у спадок. За деякими оцінками, приблизно половина людського геному складається з уламків вірусів. В основному це так звана «сміттєва ДНК», яка не кодує білки і чи ніколи не зчитується, або ж вирізається в процесі підготовки матриць для складання білків. Але деякі гени працюють, і вони надзвичайно важливі для нас.
Наш далекий предок, так успішно пережив і панування динозаврів, і знищив динозаврів метеорит, був майже справжнім ссавцям, хоч і дрібним. Він був теплокровним, покритий шерстю і годував дитинчат молоком, але — не мав плацентою, а значить, не міг виношування дитинчат. Сучасні єхидни і качконоси теж не володіють цією, мабуть, головною фішкою ссавців і тому змушені відкладати яйця, як якісь ящірки.
Плацента — дуже незвичайний орган. Її створює не материнський організм. Її створює зародок, коли прикріплюється до стінки матки. Щоб міцно закріпитися і виконувати свою функцію прикордонного КПП, плацента повинна буквально прорости в стінки матки. І зробити це потрібно так, щоб не потривожити материнський імунітет, адже клітини плаценти для материнського організму чужі, а все чуже знищується. Так от, недавні дослідження показали, що плацента з’явилася в результаті вірусної інфекції. Саме вірусна ДНК, яка стала частиною геному ссавців, і відповідає за формування плаценти з її здатністю проростати в товщу слизової і йти від імунітету. І це не єдине наше надбання, яке з’явилося завдяки вірусів. Вчені висувають гіпотези про роль вірусу в появі клітинного ядра, формуванні імунної системи і навіть тих змін головного мозку, які зробили людину розумною. Схоже, без вірусів нам не обійтися ніяк ні еволюції, ні в повсякденному житті. Доведеться шукати способи співіснування.