Материалы портала «Научная Россия»

Новый вирус: новая… беда?

В океанских глубинах и в вечной мерзлоте обнаружены неизвестные ранее гигантские вирусы.  Не приведет ли бурение нефтяных скважин к всемирной эпидемии?

В мало доступных человеку средах вечной мерзлоты и глубин океанов дремлют доселе неизвестные науке существа со сложной структурой и крупным геномом. Микробиологи и генетики опасаются, что бурение скважин для добычи полезных ископаемых, позволяющих проникнуть в древние слои впервые за миллионы лет, может привести  к новым болезням, опасным для всего человечества. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 В 2011 году в Квинсе, Нью-Йорк,  бригада рабочих, рывших котлован близ старого кладбища, обнаружила пугающую находку: хорошо сохранившийся  мумифицированный труп чернокожей женщины в прочном металлическом гробу.  Криминалисты оценили возраст захоронения в 150 лет. И на этом пугающие открытия не закончились: на мумифицированном теле обнаружились четкие следы оспин. Это послужило толчком к серии исследований жизнеспособности вируса оспы, успокоивших общественность: следов жизнеспособной инфекции обнаружить не  удалось. Вирус оспы не живет так долго. Как утверждают специалисты Центра по контролю и предотвращению заболеваний в Атланте (США, штат Джорджия), сохранившиеся ткани умерших от оспы в захоронениях и местах археологических раскопок не представляют угрозы для современной популяции.

Однако, так или иначе, вирусы ― удивительные и опасные паразитические «биологические машинки», отличающиеся способностью к стремительным мутациям. На их пути встают методы сравнительной геномики, а комбинированная терапия позволяет эффективно бороться даже с вирусами, которые эволюционируют прямо в организме пациента. Но, тем не менее, ученые всего мира признают: возможны сюрпризы. Новые или хорошо забытые старые вирусы могут скрываться в довольно нетривиальных местах — например, в старых могилах или в вечной мерзлоте.

Толща вечного льда Сибири скрывает не только замороженных гигантских животных. Совместной группе французских ученых и специалистов из Института физико-химических и биологических проблем почвоведения в Подмосковном Пущино удалось выделить из Колымской вечной мерзлоты неизвестные до настоящего времени гигантские вирусы, паразитировавшие на обитавших в древней почве простейших организмах – амебах рода Acanthamoeba castellanii. Исследователи пришли к выводу, что около 30 000 лет назад эти вирусы были широко распространены, сообщается в статье журнала PNAS. Авторы отмечают, что в северо-восточной Сибири вечная мерзлота характеризуется нейтральным pH и низким содержанием кислорода, что способствует сохранности биологических материалов.

Кто такие гигантские вирусы? Как и обычные вирусы – это бесклеточные формы жизни, «живые молекулы», состоящие из цепочки ДНК и белковых оболочек. Однако вирусы-гиганты намного крупнее, чем обычные виды, и достигают 1,5 микрометра в длину и 0,5 микрометра в диаметре – то есть их можно увидеть не под электронным, а под обычным оптическим микроскопом. Самый крупный из открытых гигантских вирусов носит имя вирус Пандоры (Рandoravirus) и достигает 1 микрометра в длину и 0,5 микрометра в диаметре. Еще одна группа гигантских вирусов называется Megaviridae.

 


Гигантские вирусы – одно из последних больших откровений генетиков и микробиологов, и сейчас в профессиональной среде закипели споры, а не признать ли эту группу даже особым, новым четвертым доменом живого мира наряду с бактериями и архебактериями (не имеющими ядра организмами) и эукариотами (организмами, имеющими клеточное ядро). Гигантские вирусы заставляют другие болезнетворные организмы, например, бактерии казаться маленькими с точки зрения генетической сложности. Геном Pandoravirus может содержать до 2500 генов. Для сравнения: вирус ВИЧ содержит только около 12 генов.

Как бы то ни было, гигантский вирус, открытый в вечном льде, имеет и черты рода Пандоравирусов, и Мегавирид. Новый вирус получил название Pithovirus sibericum. Отмечается, что это первая находка гигантского вируса в мерзлоте. Его геном содержит около 600 нуклеотидных пар. Чтобы выделить питовирус, команда ученых-исследователей во главе с Жаном-Мишелем Клавери и Шанталь Абергель из Марсельского университета во Франции культивировали их потенциальных хозяев-амеб Acanthamoeba castellanii из размороженных образцов промерзшей почвы, чей возраст оценивается в 30000 лет. Результат оказался сенсационным. Вирусные частицы, десятки тысяч лет остававшиеся заточенными в вечной мерзлоте, оказались жизнеспособными! Когда Клавери и Абергель в своей лаборатории подвергли амебу заражению, они обнаружили, что вирус все еще активен и быстро воздействует на клетку-хозяина. «Мы используем амебу в качестве безопасной приманки для захвата вирусов. Затем мы сразу убеждаемся, что вирус не может заразить клетки животных или человека», – подчеркнули исследователи.

Гигантские вирусы оказались не только больше размером, но и куда более выносливы, чем другие, говорят исследователи. Эта выносливость наряду с благоприятной средой, вероятно, и помогла новому вирусу сохраниться на протяжении тысяч лет. «Среди всех известных вирусов гигантские, как правило, очень выносливы, их почти невозможно уничтожить, – пишут Клавери и Абергель. – Специальные среды, такие как глубокие океанские отложения и вечная мерзлота, являются очень хорошими условиями для сохранения микробов и вирусов, так как там холодно, темно и мало кислорода. Бурение скважин и добыча полезных ископаемых означает… проникновение в древние слои впервые за миллионы лет. Если вирусные частицы все еще там – это может привести к катастрофе», – утверждают Клавери и Абергель.

С французскими учеными спорит профессор микробиологии из Университета Эмори Эдвард Мокарски.  «Такая идея крайне маловероятна и скорее подошла бы для сценария фантастического фильма. По крайней мере, она маловероятна до тех пор, пока вирус не будет обнаружен у замороженного древнего человека, который умер от поражения этим вирусом, – считает профессор Мокарски. – Патогены, которые могут заразить млекопитающих, составляют очень небольшую часть из всех вирусов на Земле. Еще меньшая часть представляет какую-либо опасность для человека». Всеми учеными признано, что именно вирусы – это самый большой источник генов на планете, но то, что все живое еще не вымерло от вирусов, обусловлено их высокой специализацией к разным организмам. Чтобы сработал генетический «ящик Пандоры», нужно стечение благоприятных обстоятельств.

Однако Клавери и Абергель, совершившие открытие, считают, что такой сценарий остается возможным, и продолжают свои опыты. Как показало их последнее исследование, большие ДНК-вирусы могут оставаться заразными очень долго. «Тот факт, что мы можем заразиться вирусной инфекцией от давно вымерших неандертальцев, подтверждает то, что идея о возможном «искоренении» вируса на планете совершенно ошибочна и дает нам ложное чувство безопасности. По крайней мере, на этот случай должен храниться запас вакцин», – утверждают ученые. «В данный момент мы больше занимаемся анализом содержания ДНК слоев этой вечной мерзлоты в поисках следов генетических мутаций клеток, напоминающих человеческие патогены под воздействием вирусов», – рассказывают Клавери и Абергель. Они подчеркивают, что не пытаются «оживить» патогенные вирусы, а надеются определить потенциальную опасность: «Если мы найдем какие-либо человеческие патогены, то риск станет более реальным. Если нет – мы будем в безопасности».

Итак, есть один несомненный вывод: в мало доступных человеку средах вечной мерзлоты и глубин океанов дремлют доселе неизвестные науке существа со сложной структурой и крупным геномом, которые могут оказаться менее безобидными, чем вирусы, поражавшие почвенных амеб. Об этом следует помнить еще и потому, что в последние десятилетия идет процесс оттаивания почвенной мерзлоты, связанный с изменениями климата. Эти изменения могут возвращать в биосферу древние микроорганизмы, и человеку следует заранее изучить механизмы их устойчивости, чтобы «открытие ларца Пандоры» не привело к появлению новых опасных болезней человечества. 

acanthamoeba castellanii вирус гигантские вирусы

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий