В условията на пандемия от коронавирус всеки се смята за експерт на тази тема. Но знаете ли, че вирусът не може да бъде убит? Той не живее, затова е така сложно да бъде разрушен. Вирусът не е същество, а по-скоро вещество. Но в същото време се оказва, че вирусите могат да общуват, да се кооперират и да се маскират…
МОЛЕКУЛЯРНИЯТ ЕЗИК НА ВИРУСИТЕ
Както често става, това е открито случайно. Целта на изследването е да се провери могат ли бактериите Bacillus subtilis – грамположителни спорообразуващи аеробни почвени бактерии, да се предупреждават помежду си за атака на бактериофаги – особен клас вируси, които избирателно поразяват бактерии. След добавяне на бактериофаги в епруветка с почвени бактерии изследователите зафиксират сигнали на неизвестен молекулярен език. Но „преговорите“ се водят не от бактериите, а от вирусите.
Оказва се, че след проникването в бактерията вирусите ги карат да синтезират и изпращат до съседните клетки специални пептиди. Тези къси белтъчни молекули сигнализират на останалите вируси за поредното успешно завоевание. Когато броят на сигналните пептиди (а следователно и на завладените клетки) достига критично ниво, всички вируси, като по команда, спират активното си деление и се притаяват. Ако не е тази измамна маневра, бактериите биха могли да организират колективен отпор или напълно да загинат, лишавайки вирусите от възможността да паразитират върху тях в бъдеще. Вирусите приспиват бдителността на своите жертви и им дават време за възстановяване. Пептидът, който им помага, е наречен „арбитриум“ („решение“).
По-нататъшните изследвания показват, че вирусите са способни да вземат и по-сложни решения. Те могат да се пожертват по време на атака срещу имунната защита на клетката, за да осигурят успеха на втората или третата вълна на настъплението. Могат координирано да се придвижват от клетка в клетка с транспортни мехурчета (везикули), да обменят генетичен материал, да си помагат да се маскират срещу имунитета, кооперират се с други щамове, за да използват еволюционните им предимства.
Голяма е вероятността тези удивителни примери да са само върхът на айсберга, смята Ланин Цзен – биофизик от Университета в Тексас. Социалният живот на вирусите трябва да бъде изучен от новата наука социовирусология. Става дума не за това, че вирусите притежават съзнание, пояснява един от нейните създатели – микробиологът Сам Диас-Муньос. Но социални връзки, език на комуникация, колективни решения, координиране на действията, взаимопомощ и планиране – всичко това са признаци на разумен живот.
КАКВО ИСКАТ ВИРУСИТЕ
С каква цел вирусите проявяват саможертва, помагат си един на друг, усъвършенстват процеса на комуникация? Защо е всичко това, ако те не са живи същества?
Колкото и да е странно, отговорът има пряко отношение към нас, хората. В голяма степен вирусът представлява ген. Първостепенна задача на всеки ген е максимално да копира себе си, за да се разпространи в пространството и времето. Но в този смисъл вирусът не се отличава особено от нашите гени, които също са загрижени преди всичко за съхранението и тиражирането на записаната в тях информация. Всъщност сходството е дори още по-голямо. Ние самите в известен смисъл сме вируси – приблизително на 8%. Толкова са вирусните гени в нашия геном.
КАК ОБЩУВАТ С НАС
С появата на нови научни данни за влиянието на микробиома върху нашето здраве започнахме да осъзнаваме, че бактериите са не само вредни, но и полезни, а в много случаи – дори жизнено необходими. Следващата стъпка, пише в „История на инфекциите“ Джошуа Ледерберг, трябва да стане отказът от навика да демонизираме мирусите. Те действително често ни носят болести и смърт, но целта на тяхното съществуване не е унищожаването на живота, а еволюцията.
Новият коронавирус е толкова агресивен, защото той едва наскоро е преодолял междувидовата бариера. Според иминулога Акико Ивасаки от Йейлския университет, „когато вирусите за първи път попадат в човешкия организъм, те не разбират какво се случва“. Те са като анимати първо поколение във виртуален лабиринт. Но и ние не сме нещо повече. При сблъсък с неизвестен вирус нашата имунна система също може да излезе от контрол и да отговори на заплахата с „цитокинова буря“ – неоправдано мощно възпаление, разрушаващо собствените тъкани на организма. (Именно такава хиперреакция на имунитета е причина за множеството смъртни случаи при пандемията от испански грип през 1918 година.) За да живеем в любов и съгласие с четирите човешки коронавируса, предизвикващи у нас безобидна „простуда“ (OC43, HKU1, NL63 и HCoV-229E), ни се е наложило да се адаптираме към тях, а те – към нас.
Ние си оказваме еволюционно влияние не просто като фактори на средата. Нашите клетки непосредствено участват в конструирането и модификациите на вирусните РНК. А вирусите пряко контактуват с гените на своите носители, внедрявайки своя генетичен код в техните клетки. Вирусът – това е един от начините за общуване на нашия геном със света. Понякога този диалог дава неочаквани резултати. Появата на плацентата – структура, съединяваща плода с майчиния организъм, е ключов момент в еволюцията на млекопитаещите. Трудно е да си представим, че необходимият за нейното формиране белтък синтицин се кодира от геном, представляващ именно… „одомашнен“ ретровирус.
Например историята за това как се появява невронният ген Arc. Той е необходим за синаптическата пластичност – способността на нервните клетки да формират и закрепват нови нервни връзки. Мишки, при които е изключен този ген, не са способни към обучение и формиране на дълговременната памет. Когато открият сиренето в лабиринта, още на следващия ден те забравят пътя към него.
За да изучат произхода на този ген, учените изолират белтъците, които той произвежда. Оказва се, че техните молекули произволно се събират в структури, напомнящи вирусните капсули на ХИВ: белтъчни обвивки, защитаващи РНК на вируса. След това се отделят от неврона в транспортни мембранни мехурчета, сливат се с друг неврон и освобождават съдържимото си. По този начин спомените се предават като вирусна инфекция.
Преди 350 – 400 млн. години в организма на млекопитаещ попада ретровирус, контактът с който води до формирането на Arc. А сега този вирусоподобен ген помага на нашите неврони да осъществяват висши мисловни функции. Може би вирусите не притежават съзнание благодарение на контакта с нашите клетки. Но в обратната посока това работи. Или поне е сработило веднъж…