Людьми может управлять вирусы
Если вдруг вы всегда боялись, что пришельцы вас похитят или захватят ваш разум, у нас есть для вас новость. Ваш мозг уже контролируют чужеродные организмы, которые меняют поведение, настроение и эмоции.
Утверждение о том, что разум и мозг функционируют как единая система, без внутренних противоречий или дисгармонии, стоит считать устаревшим. Многочисленные исследования доказывают: было бы очень наивно верить в то, что на самом базовом, биологическом уровне мы представляем собой единую генетическую конструкцию.
Об этом говорят самые свежие научные работы. Например, Питер Крамер (Peter Kramer) и Паола Брессан (Paola Bressan) опубликовали результаты исследования геномного импринтинга и его влияния на мозг человека.
Вы можете не знать об этом, но эмоции, поведение и психическое здоровье находятся под влиянием большого количества сущностей, которые живут в наших телах и преследуют интересы, которые часто не совпадают с нашими собственными. Это могут быть микробы, чужие человеческие клетки, вирусы или импринтированные гены, контролируемые вирусоподобными элементами.
Авторам работы удалось показать: мы не унитарные особи, которые полностью контролируют себя, а, скорее, суперорганизмы, коллекции человеческих и нечеловеческих элементов, которые интегрированы друг в друга и, будучи в непрестанной борьбе, определяют, кто мы есть.
Как это работает? Возьмём, к примеру, токсоплазму (Toxoplasma gondii). Этот паразит изначально развивался у кошек и грызунов, но теперь им заражено от 10 до 70% людей в зависимости от возраста.
Паразит может завершить половую часть жизненного цикла, только когда находится внутри тела кошки. Поэтому, когда токсоплазма находится в грызуне, она меняет его поведение, уничтожая инстинктивную боязнь кошек. Грызун становится вялым, слабым и не убегает от хищника. Кошка легко ловит мышку и съедает, перемещая паразита внутрь своего тела.
Говорят, что и любовь людей к кошачьим также частично объясняется инфицированием токсоплазмой. Это явление ещё известно как синдром кошатницы.
За страх отвечает лимбическая доля мозга. Лимбическая система у мышей развивается согласно генетическому материалу отца, а не матери. То же самое, скорее всего, характерно и для людей. Согласно работе Крамера и Брессан, токсоплазма может стать причиной развития шизофрении или других психических заболеваний человека.
Дело в том, что захват или атака именно отцовских генов приводит к нарушению психического равновесия. Возможно, токсоплазма взаимодействует с нами, в результате чего иммунитет запускает определённую реакцию, в ходе которой разрушается аминокислота триптофан. Это приводит к развитию шизофрении.
Нейрохимические изменения, возникающие в результате распада триптофана, были обнаружены в мозге больных шизофренией. Их связывают с нарушениями восприятия, памяти, пространственной ориентации и способности к обучению.
Точно так же на нас влияют и бактерии. Бактерии, которые находятся в желудочно-кишечном тракте, содержат в сто раз больше генов, чем человеческий организм. Такая бактериальная колонизация необратимо влияет на наше поведение и меняет нейронные связи в определённых долях мозга. Исследования, проведённые на животных, подтверждают этот факт.
У людей же бактерии способны вызывать желудочно-кишечные воспаления, которые также вовлечены в процесс развития шизофрении, нарушений настроения, тревоги и депрессии.
Поэтому Крамер и Брессан отмечают: назначение пробиотиков (бифидобактерий и лактобацилл) может иметь терапевтический эффект для психического здоровья человека.
Эксплуатация человека вирусами особенно наглядно демонстрируется на примере цитомегаловируса. В США за период с 1988 по 1994 год около 60% людей старше шести лет и более 90% людей старше 80 лет были поражены этим вирусом. Инфицирование, как правило, было доброкачественным. Но некоторые пациенты с определённым вариантом гена получили пятикратное увеличение риска развития шизофрении благодаря материнской цитомегаловирусной инфекции. Так же, как и в случае с токсоплазмой, цитомегаловирус атакует лимбическую систему организма.
А вот ретровирусы копируют ДНК в наш геном. ДНК эндогенных ретровирусов человека занимает по меньшей мере 8% нашего генома. Ещё 37% занимают так называемые прыгающие гены, которые только напоминают ретровирусы или имеют вирусное происхождение. Из-за этого вредные вирусные элементы, которые оставались неактивными, могут быть разбужены различными возбудителями. Так, грипп или простуда могут активизировать ряд эндогенных ретровирусных элементов, что может привести к нейровоспалениям или миелиновой дегенерации, а также стать частью процесса развития биполярного расстройства или шизофрении.
Чужеродные клетки переходят в наш организм, размножаются и образуют большие участки внутри тела или мозга. Следовательно, их интеграцию можно назвать изысканной: они буквально становятся частью организма хозяина.
Психотерапевты, например, могли бы извлечь выгоду из этих научных разработок, получив ответы на вопросы не только о психике, но и о том, что представляет собой человеческий организм в общем. Крамер и Брессан пишут:
Похоже, настало время изменить саму концепцию человека. Мы должны понять, что человек — это не индивидуум.
МОСКВА, 19 янв – РИА Новости. Биологи нашли свидетельства того, что вирусы обладают некой формой коллективного разума и умеют распознавать "метки", которые оставляют в клетках их конкуренты и родичи, и руководствоваться ими при принятии решений, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Эти бктериофаги (вирусы, поражающие бактерий), содержат в себе две программы поведения. Одна заставляет клетку производить огромное количество своих копий и запускает в ней программу самоуничтожения, а при включении второй он интегрируется в ее ДНК и уходит в "глубокое подполье" с возможностью возрождения в будущем", — объясняет Нонья Париенте (Nonia Pariente), молекулярный биолог и редактор журнала Nature Microbiology.
Солдаты вечной войны
Болезни и инфекции не являются чем-то, чем страдает только человек и другие многоклеточные существа – между бактериями и вирусами уже несколько сотен миллионов лет идет беспрерывная война на выживание. Следы этой войны можно встретить повсеместно – в каждом миллилитре морской воды содержится до миллиарда "боевых вирусов"-бактериофагов, и примерно 70% морских микроорганизмов заражены ими.
За миллиарды лет эволюции вирусы научились обходить внимание защитных систем микробов, а последние – разработали своеобразный генетический "антивирус", систему CRISPR-Cas9, которая находит следы вирусной ДНК в геноме микроба и заставляет его совершить суицид для защиты соседних бактерий. Вирусы ответили на эти меры "эволюционной обороны", создав анти-антивирус, подавляющий CRISPR-Cas9, и биологическая гонка вооружений продолжилась.
Ротем Сорек (Rotem Sorek) из Института науки Вейцманна в Реховоте (Израиль) и его коллеги нашли еще один крайне интересный пример "оружия", изобретенного вирусами, изучая то, как работает бактериофаг phi3T, заражающий обычных бацилл (Bacillus subtilis).
Изначально ученые пытались понять совсем другую вещь – то, как микробы оповещают друг друга о присутствии вируса и готовятся к отражению его атаки. Как считали ученые, зараженные бактерии выделяют в окружающую среду специальные сигнальные молекулы, которые сигнализируют другим микробам в их колонии об опасности.
Для проверки этой Сорек и его коллеги вырастили колонию бацилл, заразили их phi3T, после чего отфильтровали жидкость, которую выделяли микробы во время заражения колонии. Часть этого раствора биологи добавили в новую колонию бактерий, предполагая, что те сигнальные молекулы, которые их погибшие товарки выделяли в питательную среду, подготовят их к новой атаке вирусов и защитят от заражения. Реальность оказалась совершенно иной.
Тайные сигналы
Выяснилось, что короткие белковые молекулы arbitrium, которые биологи выделили из этого раствора, на самом деле были предназначены для общения вирусов друг с другом, а не бактерий, и их "авторами" были не микробы, а их непрошенные гости.
Эти молекулы, как показали эксперименты израильских генетиков, заставляют вирус "переключиться" с одной программы размножения на другую. В присутствии arbitrium вирусы "уходят в подполье", встраиваясь в ДНК бактерий вместо того, чтобы бурно размножаться в них и уничтожать клетки.
Переключение программы происходит по той причине, что arbitrium блокирует работу вирусного белка AimR, отвечающего за запуск процедуры размножения вирусной ДНК и растворения стенок бактерии.
Зачем это нужно вирусам? Подобная система сигналов, как объясняют ученые, работает как своеобразная форма коллективного разума вирусов, который позволяет им гибко координировать свое поведение. Когда вирусов мало, им выгоднее активно размножаться, заражая новых бактерий и убивая их, однако со временем их становится слишком много и бактерии начинают коллективно реагировать на заражение, или же число бацилл падает до крайне низких значений.
В этот момент вирусы переключаются на альтернативную программу заражения, используя сигналы, подобные arbitrium, и "скрываются в толпе", выжидая новый удобный момент для заражения. По словам Сорека, его команда обнаружила более сотни других молекул, похожих на arbitrium и AimR, в других вирусах-бактериофагах, что говорит о том, что многие или даже все вирусы умеют "общаться" с себе подобными.
Возможно, что аналогичные системы существуют и в вирусах, заражающих человека, и их наличие могло бы объяснить, как ВИЧ и ряд других ретровирусов прячутся в клетках при попытке их изгнать из организма. Если ученым удастся найти молекулу, которая заставит ВИЧ навечно "окопаться" в клетке и не выходить оттуда, то проблема борьбы с ним будет решена.
Несмотря на массовую истерию вокруг зомби, последние обычно воспринимаются как что-то из области фантастики или, на худой конец, магии вуду. А между тем, 40 процентов населения Земли могут быть зомбированы, считают британские ученые. Только не магами, а паразитами, которые вселяются в человеческий организм и начинают контролировать наше поведение.
Этот феномен довольно часто встречается в природе. Например, есть порода ос, которые откладывают свои яйца в брюхо паука. Затем личинки выделяют вещества, воздействующие на мозг паука таким образом, что вместо плетения паутины он начинает плести кокон для защиты этих личинок.
В тропических лесах Бразилии встречается вид грибов, которые способны заражать своими спорами муравьев и управлять ими. Как обнаружил энтомолог из Пенсильванского университета Дэвид Хьюз, споры в числе других вырабатывают вещество, разрушающее митохондрии, подпитывающие клетки энергией. Муравей сворачивает с тропинки, приближается к одному из растений, пристраивается на его северо-западной стороне и намертво впивается челюстями в центральную жилку листа. Шесть часов спустя, так и не разомкнув челюстей, поскольку для этого у него нет энергетических ресурсов, насекомое погибает, а еще через несколько дней из его головы начинает прорастать тело гриба, который таким образом нашел наиболее благоприятное для себя место…
Несчастных муравьев использует с этой же целью и один из видов червей. Дело в том, что его представителям для размножения необходимо попасть в кишечник овцы. Для этого паразит вселяется в муравья и "заставляет" его на заходе солнца взобраться на стебелек травы, которую едят овцы. Если скотина так и не съедает травинку, насекомое поутру спускается вниз, чтобы защитить себя и своего "жильца" от палящих солнечных лучей, а на закате вновь возвращается на прежнее место. И так до тех пор, пока цель не будет достигнута…
По словам эксперта в области паразитологии и эпидемиологии из Имперского колледжа Лондона, профессора Джоан Вебстер, многие паразиты селятся непосредственно в мозге, так как там их не распознает иммунная система, и к тому же, они получают доступ к контролю над носителем. И таким носителем может оказаться не только животное, но и человек! В качестве примера можно привести такое заболевание, как токсоплазмоз. Его возбудителем является токсоплазма — простейшие паразиты, которые обитают в представителях семейства кошачьих. Чтобы попасть в организм кошки, где существуют идеальные условия для размножения, токсоплазма сначала "захватывает" грызуна — мышь или крысу, которая может послужить пищей для кошки. При этом зараженные токсоплазмой грызуны под контролем паразитов перестают бояться усатых хищников и очень быстро становятся их добычей.
Объясняется это тем, что вместо "центров страха" в мозгу у них срабатывают "центры удовольствия". Так, их может привлекать, скажем, запах кошачьей мочи. Согласно исследованиям, ДНК токсоплазмы содержит гены, стимулирующие выделение дофамина — "гормона удовольствия".Человек может заразиться токсоплазмозом при контакте с кошкой. Годами паразит может находиться в дремлющем состоянии и никак себя не проявлять. Но последствия заражения могут проявиться в любой момент. Так, доказано, что во время беременности это может привести к патологиям развития плода.
Исследования, проведенные специалистами из Стэнфордского университета, показали, что зараженные токсоплазмозом люди чаще страдают пониженной концентрацией внимания, а также шизофренией. Кроме того, у них может притупляться инстинкт самосохранения, и это порой даже приводит к суициду. Так что не исключено, что именно "зомби-контроль" со стороны паразитов становится причиной некоторых необъяснимых самоубийств.
Токсоплазма — не единственный паразит, способный контролировать человеческий мозг. "Зомбировать" нас может и обычный вирус гриппа. Так, исследователи из Бингемтонского университета (штат Нью-Йорк) провели экспериментальную вакцинацию 36 человек одним из штаммов гриппа. И выяснилось, что после прививки даже тех, кто был не слишком общителен, вдруг потянуло в компании и людные места, где вирусу проще распространиться…
А сколько инфицированных вирусным гриппом продолжает ходить на работу и посещать магазины? Да, у вирусов и паразитов свои законы. Но все же пока еще ни одному из них не удавалось захватить полный контроль над человеком. Зато знания о распространении организмов-"зомби" помогут ученым при разработке нейтротропных препаратов, которые будут излечивать в том числе и от вирусов.
Читайте самое интересное в рубрике "Наука и техника"
Коронавирус начинает пугать даже тех, кто до сих пор относился к инфекции спокойно. Стоит ли поддаваться страху?
Страшная семейка
— Доктор Колман, с каждым днём на улицах все больше людей в масках. Страх перед коронавирусом нарастает. Оправдан ли он?
— Не думаю. Ко всему нужно подходить рационально. Сейчас сезон вирусов. В США на февраль уже 15 миллионов заболевших гриппом, 140 000 госпитализированных и 8200 умерших. А вот уровень больных сифилисом самый высокий за последние 20 лет.
Есть такое мнение, что это малоизученный вирус и поэтому он очень опасен. Напомню, что ВИЧ мы изучаем уже около 42 лет.
Заболевших коронавирусом во всём мире немногим больше 90 тыс. Умерли чуть более 3 тыс. Получается, смертность примерно 3-4%.
Но это не значит, что от него надо отмахнуться и не воспринимать всерьёз. Нужно включать здравый смысл, просматривая любую информацию. Когда человек в панике и страхе, у него инстинкт только бежать или драться. А не соображать.
И Китай показал всему миру, что они справятся с любыми заражениями. Хорошие военные учения.
— Почему нас так пугают вирусы, в частности коронавирус?
— Наверное потому, что мы мало о них знаем. Вернее, население не осведомлено, да и враг микроскопический, простым глазом не видимый. Что известно учёным? Поясню вкратце. Вирусы — это не живые микроорганизмы, это инфицирующие частицы, поскольку не имеют клеточного строения. Все, что есть у вирусов, — ДНК или РНК и белковая оболочка. Им нужно попасть в клетку, чтобы они могли встроить свою нуклеиновую кислоту в ДНК клетки и начать изображать из себя живые организмы. Начать заставлять клетку продуцировать свои белки. Вирусы — это мощнейшая структура, которая управляет нами, которую мы не знаем до конца, не умеем с ней взаимодействовать. И которая сейчас позволила ввести военное положение в странах.
Собственно, коронавирусы — это семейка, состоящая более чем из 40 членов. Это достаточно большие вирусы, потому что у них большая молекула ДНК.
Любопытная деталь. Все знают, что только 2-3% человеческой ДНК — это гены. Про остальное мы пока понятия не имеем. Так вот из 20 тыс. генов, которые несут информацию, человеческих очень мало. Есть гены мышей, червей и т. д., а также. гены вирусов, встроенные в течение эволюции. Далее: у человека 37,2 триллиона клеток. Ровно столько же в нас — бактериальных клеток, у которых тоже есть своя ДНК. А еще добавьте вирусы. Получается, что в каждом из нас меньше человеческой ДНК, чем ДНК микроорганизмов и вирусов. Поэтому надо прекращать войну с вирусами, а научиться с ними взаимодействовать. Смысл воевать с самими собой? Они же в нас живут. Повышайте свой иммунитет, и он сам разберется, что к чему.
— В чём особенность именно коронавируса?
— Коронавирусы относятся к капсулированным вирусам. Это та самая красивая корона, которая дала им название. Капсула — это мембрана клетки, которую вирусы прихватывают, проникая в клетку и разрывая её. Почему существуют карантины? Потому что за пределами клетки вирусы могут быть вирулентными (способными заражать — Ред.) разное время. На этом, собственно, основывается тезис, что посылки из Китая безопасны: пока они дойдут по почте, все вирусы будут неопасны. Мы заражаем друг друга, когда мы чихаем, целуемся, трогаем лицо и глаза руками. Есть статистика, которая говорит, что в день мы прикасается к лицу грязными руками до тысячи раз, то есть сами себе заносим вирусы.
— Можно ли защититься все же от вирусов в обычной жизни?
— Нет, никогда. От них никогда нельзя защититься или избавиться. Они везде. Они разные. Повторюсь: они есть в нас всегда. Вирусы настолько малы по размерам, что даже нанофильтры, которые применяются для очистки воды, не защитят от них. Некоторые проскочат.
Правила защиты
— Что тогда делать?
— Не паниковать! Знание — главное оружие. Первостепенная задача вашей клетки — оставить вас живым. А мы ей часто мешаем. Поэтому наша самая выгодная задача — изучить себя, начать с собой взаимодействовать. У человека есть уникальная иммунная система защиты, адаптация клетки. Мы просто не умеем этим пользоваться.
Когда говорят, что человек вылечился от гриппа, например, это не значит, что вирусов у него нет. Просто количество этих частиц в его крови неопределяемое. Они сидят там и ждут: как только вы впадёте в стресс, так сразу вирусы сломают иммунную защиту и начнут размножаться.
Правила самые простые.
Чащей мойте руки обычной тёплой водой с обычным мылом. Лучше, если найдете щелочное мыло.
Делайте зарядку. Не надо заставлять себя потеть в спортзале до изнеможения. Достаточно 10-15 минут в день легких упражнений, особенно для стимуляции лимфы и суставов, а также прогулки.
Регулярно проветривайте комнату. Открывайте утром шторы, чтобы впустить солнечные лучи. Многие патогенные бактерии и вирусы не любят кислорода, солнечного света. Постель лучше не заправлять сразу после сна. Оставьте хотя бы на час-два открытой.
Пейте воду. Не чай, не кофе и т. д. Лучше всего пить воду теплую, около 60 градусов и утром на голодный желудок, а также в течение дня.
Смазывайте нос внутри любой мазью или кремом. Мазь — это вязкая структура. Вирус в ней увязнет и не пройдет дальше вовнутрь.
Гвоздику можно положить в пенал ребенку, добавлять в кофе. Если вы приучитесь пить кофе с порошком гвоздики, вы поможете своему организму.
Эфирное масло эвкалипта на ворот куртки, и у вас будет невидимая маска.
Паразиты, которые чаще всего обитают в телах семейства кошачьих. Наверное, они – самые известные из паразитов. Однако прежде, чем попасть в тело кошки, токсоплаза развивается в организме крыс и мышей, которые под воздействием паразита теряют страх кошек – даже наоборот запах последних привлекает грызунов. Затем паразит развивается в теле кошки, но может распространиться и на человека – сегодня от 30 до 60% людей заражены токсоплазой, что выражается в их неконтролируемой привязанности к кошкам.
Возможно, вы не воспринимаете этот вирус, как паразит, однако для биологов он таковым и является. Этот вирус кажется одним из самых страшных, так как размывает грань между людьми и животными. Распространяется он через слюну, если вас поцарапает или укусит зараженное животное.
Зараженное животное или человек становятся более агрессивными, грубо говоря, вирус заставляет их кусать или царапать окружающих.
Да-да, именно грипп. И это один из самых удивительных вирусов – исследователи Университета Бингамтон выяснили, что грипп делает людей более общительными. Было замечено, что люди, получившие вакцину от гриппа, следующие 48 часов общались с гораздо большими группами людей, чем за 2 суток до этого; а зараженные, чаще всего, отправлялись в бары и на вечеринки.
Эти черви - паразиты сверчков и стрекоз. Сперва насекомое пожирает личинку червя, которая затем начинает развиваться внутри него. Ничего особенного на первый взгляд. Однако последняя стадия развития червя происходит в воде, около которой сверчки не водятся – значит нужно заставить сверчка пойти к воде. Манипулируя центральной нервной системой сверчка, червь заставляет его прыгать в ближайший источник воды, где насекомое безнадежно тонет, позволяя червю окончательно развиться и начать размножаться.
Саккулина – один из самых изобретательных паразитов списка. Она попадает в тело краба через мягкую кутикулу в суставе клешни. Затем распространяется по всему организму, создавая себе гнездо внутри тела краба. После на брюшке краба образуется нарост, похожий на большое яйцо, из которого потом появятся новые личинки, которых саккулина заставит краба отнести к воде и выпустить в нее. Если крабом-хозяином оказывается самка, то до конца созревания она оберегает личинки саккулины, как свои собственные.
Если вы увидите улитку с двумя красивыми пульсирующими ярко-зелеными рожками, то эта улитка точно заражена червем-паразитом. Зеленая оконтовка головы улитки своим ярким цветом привлекает воробьев и других птиц, которые являются конечной целью паразита. Таким образом, зараженные улитки ведут себя более беспечно, чем здоровые – забираются выше, находятся на видных местах. Как только его съедает птица, червь начинает репродуцироваться, выходит вместе с пометом, закрепляется на теле улитки и цикл начинается снова.
Этот паразит нуждается в защите своих личинок, поэтому прикрепляется к насекомым, окраска которых отпугивает хищников.
Поэтому чаще всего их можно встретить на божьих коровках. Развитие паразита происходит следующим образом: личинка закрепляется между лапок божьей коровки, развивается и создает кокон, превращая божью коровку в своего телохранителя – несмотря ни на что, она будет все так же защищаться от хищников. Затем личинка перегрызает ноги своей защитнице, обездвиживая ее, создавая возможность для развития куколки.
Другими словами, изумрудная тараканья оса. Этот паразит распространяется так: нападет на таракана и частично парализует его уколом жала в мозг, берет за усики и уводит к себе в нору, затем откладывает на брюшке таракана яйца, личинки из которых используют таракана в качестве пищи, а затем окукливаются – так появляется новое поколение ос.
Как известно, муравьи обладают врожденным чувством направления, они выбирают самые эффективные пути в поисках пищи. Однако в лесах Тайланда, Африки и Бразилии эти прирожденные навигаторы часто становятся жертвой Кордицепса однобокого – гриба, который изменяет поведение хозяина, прорастая в его организме. Зараженный муравей отделяется от колонии, забирается на высоту около 25 см и закрепляется на листе – так грибы обеспечивают себе наилучшее расположение для распространения спор. Спустя сутки, из тела муравья вырастает гриб, который затем распространяет споры, заражая еще больше насекомых
Паразиты – везде. Большинство животных живут с более, чем одним паразитом в организме, и даже паразиты могут жить с паразитами внутри. И так случается, что хозяин может переносить в себе несколько паразитов, борющихся за контроль над ним. Это было выявлено во время исследования Нины Хафер и Манфреда Милински в институте Эволюционной биологии имени Макса Планка. Ученые заразили маленьких ракообразных ремнецами. Последние – это черви, которые стремятся достигнуть организма колюшки, для чего они используют рачков – делают их более активными, что привлекает внимание рыб, которые питаются рачками – так червь попадает в организм колюшки. Однако, если червя было изначально два в организме рачка, то их воздействие на него – в несколько раз сильнее.
МОСКВА, 19 янв – РИА Новости. Биологи нашли свидетельства того, что вирусы обладают некой формой коллективного разума и умеют распознавать "метки", которые оставляют в клетках их конкуренты и родичи, и руководствоваться ими при принятии решений, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.
"Эти бктериофаги (вирусы, поражающие бактерий), содержат в себе две программы поведения. Одна заставляет клетку производить огромное количество своих копий и запускает в ней программу самоуничтожения, а при включении второй он интегрируется в ее ДНК и уходит в "глубокое подполье" с возможностью возрождения в будущем", — объясняет Нонья Париенте (Nonia Pariente), молекулярный биолог и редактор журнала Nature Microbiology.
Солдаты вечной войны
Болезни и инфекции не являются чем-то, чем страдает только человек и другие многоклеточные существа – между бактериями и вирусами уже несколько сотен миллионов лет идет беспрерывная война на выживание. Следы этой войны можно встретить повсеместно – в каждом миллилитре морской воды содержится до миллиарда "боевых вирусов"-бактериофагов, и примерно 70% морских микроорганизмов заражены ими.
За миллиарды лет эволюции вирусы научились обходить внимание защитных систем микробов, а последние – разработали своеобразный генетический "антивирус", систему CRISPR-Cas9, которая находит следы вирусной ДНК в геноме микроба и заставляет его совершить суицид для защиты соседних бактерий. Вирусы ответили на эти меры "эволюционной обороны", создав анти-антивирус, подавляющий CRISPR-Cas9, и биологическая гонка вооружений продолжилась.
Ротем Сорек (Rotem Sorek) из Института науки Вейцманна в Реховоте (Израиль) и его коллеги нашли еще один крайне интересный пример "оружия", изобретенного вирусами, изучая то, как работает бактериофаг phi3T, заражающий обычных бацилл (Bacillus subtilis).
Изначально ученые пытались понять совсем другую вещь – то, как микробы оповещают друг друга о присутствии вируса и готовятся к отражению его атаки. Как считали ученые, зараженные бактерии выделяют в окружающую среду специальные сигнальные молекулы, которые сигнализируют другим микробам в их колонии об опасности.
Для проверки этой Сорек и его коллеги вырастили колонию бацилл, заразили их phi3T, после чего отфильтровали жидкость, которую выделяли микробы во время заражения колонии. Часть этого раствора биологи добавили в новую колонию бактерий, предполагая, что те сигнальные молекулы, которые их погибшие товарки выделяли в питательную среду, подготовят их к новой атаке вирусов и защитят от заражения. Реальность оказалась совершенно иной.
Тайные сигналы
Выяснилось, что короткие белковые молекулы arbitrium, которые биологи выделили из этого раствора, на самом деле были предназначены для общения вирусов друг с другом, а не бактерий, и их "авторами" были не микробы, а их непрошенные гости.
Эти молекулы, как показали эксперименты израильских генетиков, заставляют вирус "переключиться" с одной программы размножения на другую. В присутствии arbitrium вирусы "уходят в подполье", встраиваясь в ДНК бактерий вместо того, чтобы бурно размножаться в них и уничтожать клетки.
Переключение программы происходит по той причине, что arbitrium блокирует работу вирусного белка AimR, отвечающего за запуск процедуры размножения вирусной ДНК и растворения стенок бактерии.
Зачем это нужно вирусам? Подобная система сигналов, как объясняют ученые, работает как своеобразная форма коллективного разума вирусов, который позволяет им гибко координировать свое поведение. Когда вирусов мало, им выгоднее активно размножаться, заражая новых бактерий и убивая их, однако со временем их становится слишком много и бактерии начинают коллективно реагировать на заражение, или же число бацилл падает до крайне низких значений.
В этот момент вирусы переключаются на альтернативную программу заражения, используя сигналы, подобные arbitrium, и "скрываются в толпе", выжидая новый удобный момент для заражения. По словам Сорека, его команда обнаружила более сотни других молекул, похожих на arbitrium и AimR, в других вирусах-бактериофагах, что говорит о том, что многие или даже все вирусы умеют "общаться" с себе подобными.
Возможно, что аналогичные системы существуют и в вирусах, заражающих человека, и их наличие могло бы объяснить, как ВИЧ и ряд других ретровирусов прячутся в клетках при попытке их изгнать из организма. Если ученым удастся найти молекулу, которая заставит ВИЧ навечно "окопаться" в клетке и не выходить оттуда, то проблема борьбы с ним будет решена.
Читайте также: