Планета вирусов

В последующие десятилетия вирусологи продолжали препарировать вирусы и выяснять их молекулярную географию. Хотя, подобно нашим клеткам, вирусы содержат белки и нуклеиновые кислоты, они используют эти молекулы совершенно иначе. Человеческая клетка набита миллионами различных молекул, которые пребывают в постоянном движении и вибрации, расщепляя друг друга или связываясь вместе – благодаря этому клетки воспринимают окружающую среду, передвигаются, поглощают пищу, растут и принимают решения, делиться им надвое либо кончать самоубийством ради блага клеток-собратьев. Вирусологи обнаружили, что вирусы, как правило, устроены намного проще. Обычно они представляют собой всего лишь белковые оболочки, содержащие несколько генов. Вирусологи установили, что, несмотря на скудные генетические инструкции, вирусы умеют воспроизводиться, узурпируя другие формы жизни. Они забрасывают свои гены и белки в клетку хозяина, которую перепрограммируют под производство новых копий самих себя. В клетку попадает один вирус, а через сутки из нее могут выйти тысячи вирусов.

К 1950-м гг. вирусологам были уже известны эти основные факты. Но на этом развитие вирусологии не остановилось. Например, наука почти ничего не знала о разнообразии способов, которыми вирусы вызывают у нас заболевания. Неизвестно было, почему из-за папилломавирусов у кроликов вырастают рога и ежегодно возникают сотни тысяч случаев рака шейки матки. Неизвестно было, почему одни вирусы смертельны, а другие сравнительно безобидны. Предстояло еще выяснить, как вирусы обходят защиту хозяев и умудряются эволюционировать быстрее, чем все живое на планете. В 1950-е ученые не знали, что несколькими десятилетиями раньше один вирус от шимпанзе и других обезьян перешел к человеку, и этому вирусу, известному теперь как ВИЧ, суждено было стать одним из самых смертоносных в истории. Тем более, тогда они не могли предсказать, что в 2020 г. планету охватит эпидемия нового вируса, SARS-CoV-2, угрожая вызвать величайший кризис мировой экономики со времен Великой депрессии.

Еще ученые 1950-х гг. не знали, какое значение имеют вирусы, помимо того, что они вызывают болезни. Им не приходило в голову, как много вирусов существует на Земле, не догадывались они и о том, что немалую долю генетического разнообразия жизни несут вирусы. Им было неизвестно, что вирусы помогают производить значительную часть кислорода, которым мы дышим, и участвуют в терморегуляции планеты. И безусловно, они не предполагали, что в геном человека входят тысячи участков вирусного происхождения, доставшихся нам от патогенов, которые поражали наших далеких предков, или что жизнь – такая, какой мы ее знаем, – могла начаться 4 млрд лет назад с вирусов. Теперь ученые это знают – или, точнее, что-то об этом знают. Теперь они понимают, что вся Земля, от Пещеры кристаллов до наших внутренних органов, – планета вирусов. Их знания пока еще приблизительны, но все же это начало.

Так давайте и мы начнем с начала.

Давние соседи

(Не)обычная простуда

Как риновирусы играючи завоевали мир

Примерно 3500 лет назад некий египетский врач сочинил древнейший из известных нам медицинских текстов. Среди описанных им болезней было нечто под названием реш. Хотя звучит оно и непривычно, симптомы – кашель и истечение слизи из носа – мы узнаём с первого взгляда. Реш – это обыкновенная простуда.

Некоторые из вирусов, одолевающих нас сегодня, новые для людей. Другие – малоизвестные и редкие. Но человеческие риновирусы – основные виновники простуды – наши давние соседи. Подсчитано, что каждый человек на Земле в течение жизни целый год проводит в постели с простудой. Иными словами, человеческий риновирус – один из самых успешных вирусов.

До открытия риновирусов медики никак не могли объяснить причину простуд. Древнегреческий врач Гиппократ видел источник в нарушении баланса телесных жидкостей. Через 2000 лет, в начале XX в., наши знания о простудах ушли не столь далеко. Физиолог Леонард Хилл объявил, что простуду вызывают утренние прогулки на свежем воздухе.

В 1914 г. немецкий микробиолог Вальтер Крузе получил первые достоверные данные о происхождении простуд, заставив своего шмыгающего носом ассистента высморкаться. Крузе развел сопли ассистента в солевом растворе, процедил его через фильтр, а затем закапал отфильтрованную жидкость в носы 12 коллегам. Четверо из них подцепили простуду. Позже Крузе проделал то же самое с 36 студентами, 15 из которых заболели. В ходе эксперимента Крузе также наблюдал за 35 участниками, которым ничего не закапывали. Лишь один из них подхватил простуду сам по себе. Опыты Крузе показали, что капли, полученные от простуженных людей, содержат микроскопический патоген, вызывающий заболевание.