Планета вирусов

На несколько лет про Bradfordcoccus забыли, пока Бернар Ла Скола из Средиземноморского университета не решил исследовать его повторно. Как только он поместил образцы Роуботэма под микроскоп, он понял, что с ним что-то не так.

Bradfordcoccus не обладал гладкой поверхностью шаровидных бактерий. Скорее он походил на футбольный мяч, состоящий из множества плотно прилегающих друг к другу пластинок. А еще Ла Скола увидел, что из этих пластинок во все стороны торчат тонкие, похожие на волоски, нити белка. Единственными известными организмами в природе с подобными оболочками и нитями были некоторые виды вирусов. Но Ла Скола, как и все микробиологи того времени, знал, что нечто такого размера, как Bradfordcoccus, не может быть вирусом, ведь оно было в 100 раз больше.

И все-таки Bradfordcoccus оказался именно вирусом. При дальнейших исследованиях Ла Скола и его коллеги[10] обнаружили, что он размножается, внедряясь в амеб и заставляя их производить свои новые копии. Таким способом размножаются только вирусы. Команда Ла Скола дала Bradfordcoccus новое наименование, отражающее его вирусную природу. Его назвали мимивирусом, в том числе из-за его способности мимикрировать под бактерию.

Французские специалисты задались целью проанализировать гены мимивируса. Роуботэм пытался – и неудачно – сопоставлять его гены с генами бактерий. Французским ученым посчастливилось больше. Гены мимивируса оказались вирусными, и их было много. До открытия мимивирусов ученые привыкли находить у вирусов лишь несколько генов. Но у мимивируса 1018 генов. Это выглядело так, будто кто-то взял геномы вирусов гриппа, простуды, оспы и еще сотни других вирусов и засунул их все в одну белковую оболочку. Генов у мимивируса оказалось даже больше, чем у некоторых видов бактерий. И по размеру, и по количеству генов мимивирус нарушал главные правила вирусов.

Свой первый доклад об удивительном мимивирусе Ла Скола и его коллеги опубликовали в 2003 г. Их интересовало, единственный ли он в своем роде. Возможно, существовали другие гигантские вирусы, прятавшиеся у всех на виду. Они собрали воду в градирнях Франции и добавили в нее амеб, чтобы посмотреть, не заразит ли их какой-нибудь патоген, содержащийся в воде. Вскоре амебы стали лопаться, выпуская наружу гигантские вирусы.

Но это не были мимивирусы. Это был другой вид, с 1059 генами, установивший новый рекорд по величине генома среди вирусов. Хотя новый вирус внешне очень походил на мимивирус, его геном существенно отличался. Когда исследователи сравнили гены нового вируса с генами мимивируса, совпало лишь 833 из них. Остальные 226 оказались уникальными. К охоте подключились другие ученые, и гигантские вирусы стали обнаруживать повсюду: в реках, океанах, в озерах, погребенных под антарктическими льдами. На морском дне у побережья Чили были найдены гигантские вирусы с 2556 генами – на данный момент это рекордный размер вирусного генома.

Оказалось, что гигантские вирусы прячутся даже в организме животных. В сотрудничестве с бразильскими учеными Ла Скола и его коллеги изучали образцы сыворотки крови млекопитающих. Они нашли антитела к гигантским вирусам у коров и обезьян. Кроме того, гигантские вирусы были выделены у людей, в том числе у одного больного пневмонией. Пока еще неясно, какую роль гигантские вирусы играют для нашего здоровья. Может быть, они способны напрямую поражать наши клетки или могут затаиться без вреда для нас в амебах, проникающих в наш организм.

История гигантских вирусов позволяет понять, как мало нам пока еще известно о виросфере. И она придает второе дыхание давней дискуссии: что же такое вирус?

Как только ученые начали что-то узнавать о молекулярном составе вирусов, они поняли, что вирусы фундаментально отличаются от привычных форм клеточной жизни. Получив кристаллы вируса табачной мозаики в 1935 г., Уэнделл Стэнли поколебал представления о границе, отделяющей живое от неживого. В кристаллической форме его вирус вел себя как лед или алмаз. Но, попав на табачный куст, он размножался, как всякое живое существо.

Затем, когда ученые стали внимательнее присматриваться к молекулярной биологии вирусов, многие из них решили, что они всего лишь жизнеподобны, но на самом деле не живые. Все вирусы, изученные на тот момент, содержали по несколько генов каждый – от бактерий их отделяла огромная генетическая пропасть. Немногочисленные гены, входящие в состав вирусов, позволяли им выполнять простейшие задачи по созданию новых вирусов: проникать в клетку и внедрять свои гены в ее биохимические фабрики. У вирусов отсутствовали все гены, свойственные полноценным живым организмам. Так, исследователи не обнаружили у вирусов инструкций по созданию рибосомы – молекулярной фабрики по синтезу белков на основе РНК. Не было у вирусов и генов ферментов, расщепляющих необходимую для роста пищу. Иными словами, у вирусов, по-видимому, не хватало существенной части генетической информации, чтобы действительно быть живыми.