Планета вирусов

После выхода первого издания «Планеты вирусов» в 2011 г. вирусы не переставали нас всех удивлять. Заболеваемость лихорадкой Эбола, прежде сводившаяся к локальным вспышкам в африканской глуши, переросла в масштабные эпидемии и распространилась на другие континенты. От животных к людям перешли новые вирусы типа MERS и SARS. ВИЧ был впервые описан в 1983 г., и сегодня с ним живут почти 38 млн человек. Вместе с тем ученые открывают новые способы приручить разнообразие вирусов нам во благо. Все эти новые события вдохновили Карла Циммера на новое издание «Планеты вирусов».

Большая часть этих очерков изначально была написана Циммером для проекта «Мир вирусов» в рамках программы Science Education Partnership Award (SEPA), поддерживаемой Национальными институтами здравоохранения. Проект «Мир вирусов» был призван популяризировать знания о вирусах и вирусологии с помощью комиксов, методических пособий, приложений для мобильных телефонов и айпадов и других материалов. Более подробно о «Мире вирусов» – на сайте проекта http://worldofviruses.unl.edu.

Джуди Даймонд,

PhD, профессор Университета штата Небраска и куратор музея при университете, руководитель проекта «Мир вирусов»

Чарльз Вуд,

PhD, профессор биологии и биохимии в Университете штата Небраска, директор Центра вирусологии штата Небраска

Введение

«Заразная живая жидкость» Вирус табачной мозаики и открытие мира вирусов

В 80 километрах к юго-востоку от мексиканского города Чиуауа расположена засушливая, пустынная горная гряда Сьерра-де-Найка. В 2000 г. систему пещер под этими горами обследовали шахтеры. Спустившись на 300 метров под землю, они словно оказались в другом мире. Они стояли в зале 9 метров шириной и 27 метров длиной. Свод, стены и пол выстилали гладкие полупрозрачные кристаллы гипса. Кристаллы встречаются во многих пещерах, но таких, как в Сьерра-де-Найка, еще не бывало. Они достигали 11 метров в длину и весили до 55 тонн. Бусы из таких кристаллов не сделаешь. По ним можно было карабкаться, словно по холмам.

С момента открытия этой уникальной Пещеры кристаллов некоторым ученым посчастливилось посетить ее. В их числе был Хуан Мануэль Гарсиа-Руис, геолог из Гранадского университета. Изучив кристаллы, он установил, что они сформировались 26 млн лет назад. В то время из недр Земли поднимались расплавленные породы, образуя горы. Возникали подземные полости, заполнявшиеся горячей, насыщенной минералами водой. Из-за жара, идущего от магмы снизу, вода оставалась обжигающе горячей, порядка 58 ℃. Это была идеальная температура для осаждения из воды минералов и образования кристаллов. По неустановленным причинам вода сохраняла эту идеальную температуру на протяжении сотен тысяч лет. Такое длительное «томление» позволило кристаллам вырасти до фантастических размеров.

В 2009 г. в Пещеру кристаллов с новой экспедицией отправился еще один ученый, Кёртис Саттл. Из водоемов в пещере Саттл и его коллеги собрали воду и доставили ее для анализа в свою лабораторию в Университете Британской Колумбии. Если учесть сферу деятельности Саттла, его экспедиция может показаться бессмысленной затеей. Саттл не имел профессионального интереса к кристаллам, минералам и вообще к каким бы то ни было горным породам. Он – вирусолог.

В Пещере кристаллов нет людей, которых могли бы заражать вирусы. Там нет даже рыб. На протяжении миллионов лет пещера была фактически отрезана от внешнего мира. Однако экспедиция Саттла не прошла даром. Отобрав пробы пещерной воды, он рассмотрел их в микроскоп и увидел вирусы – полчища их. В каждой капле воды из Пещеры кристаллов содержится около 200 млн вирусов.

В том же году другая исследовательница, Дана Уиллнер, организовала собственную экспедицию в погоне за вирусами. Она углубилась не в пещеру, а в человеческий организм. По просьбе Уиллнер разные люди откашливали в чашку мокроту, из которой она и ее коллеги добывали частицы ДНК. Затем они сопоставляли фрагменты ДНК с миллионами последовательностей, хранящихся в электронных базах данных. Основная доля ДНК из образцов мокроты была человеческой, но многие фрагменты принадлежали вирусам. До «экспедиции» Уиллнер ученые считали легкие здоровых людей стерильными. Но Уиллнер обнаружила, что в среднем у людей в легких обитает 174 вида вирусов. Лишь 10 % видов, выявленных Уиллнер, были родственны уже известным вирусам. Остальные 90 % оказались столь же уникальными, как те, что таились в Пещере кристаллов.