Рафаил Нудельман - Неизвестное наше тело. О полезных паразитах, оригами из ДНК и суете вокруг гомеопатии...
Резкий пример первого типа дает «адреногенитальный синдром», он же «врожденная гиперплазия коры надпочечников» (по-английски congenital adrenal hyperplasia, САН). При этом генетическом нарушении клетки надпочечников производят аномально низкое количество кортизола, что, в свою очередь, приводит к росту производства андрогенов. Это не оказывает влияния на мужской зародыш, который и без того уже мужской, но сильно «маскулинизирует» женский зародыш, вплоть до того, что резко увеличиваются размеры клитора и уменьшается длина влагалища (их коррекция требует специальной операции в детстве). Вырастая, такие девочки обладают многими мужскими психологическими чертами. Синдром андрогенной нечувствительности (когда клетки зародыша нечувствительны к андрогенным гормонам) приводит к психологической «феминизации» мужского зародыша, и такой мальчик, обладая всеми физическими признаками мужчины (начиная с половых), в своем поведении демонстрирует женские предпочтения и черты. Показательно также явление псевдогермафродитизма, когда мальчик рождается по виду девочкой, но в период полового созревания у него неожиданно вырастает пенис и начинается активная выработка тестостерона. Установлено, что это связано не столько с уровнем тестостерона в клетках зародыша, сколько с нарушением цепи его дальнейших превращений.
2. Тайны наших болезней
Простуда вульгарис
Разумеется, такого научного названия нет, но то, что такая болезнь существует, знает каждый. В справочниках она называется «острый риноларингит», сопровождается насморком, чиханием, выделением мукуса (в просторечье — соплей), головной болью, иногда слабостью. Обычно проходит через неделю, а если лечить — то через семь дней, как говорят остряки. Причина состоит в том, что лекарств против простуды нет, есть только вспомогательные средства. Людям кажется, что простуда настолько безопасна, что с ней можно жить, но знающие люди говорят нам, что простуда человечеству обходится в миллиарды долларов ежегодно (в одних Соединенных Штатах — 60 миллиардов), потому что люди не выходят на работу или работают кое-как.
Простуда — состояние нездоровое, неприятное, у астматиков она еще вдобавок вызывает добрую половину их приступов, а у детей и стариков порой даже опасна для жизни, так что лучше бы все-таки иметь от нее надежное лекарство. И вот, кажется, на пути к этому сделан важный шаг. В сообщении ученых Мэрилендского университета говорится, что им удалось расшифровать геномы всех главных разновидностей вируса, вызывающего простуду (риновируса), выявить его слабое звено и сосредоточить на нем внимание фармацевтических фирм. Дальнейшее уже — дело техники (в смысле поиска препарата, способного воздействовать на это слабое звено) и экспериментов (которые должны будут показать, верны были надежды ученых и врачей или хитроумный вирус в очередной раз окажется победителем).
Я говорю о хитроумном вирусе, хотя на самом деле никакого особого хитроумия, да и ума у риновируса (как и у других его собратьев), разумеется, нет. Просто природа запрограммировала его для размножения, убрав все лишнее и оставив лишь то, что нужно для этой цели. Ведь что делает, скажем, риновирус в носу? Он внедряется в клетку, заставляя ее производить материалы, нужные для создания множества новых риновирусов, затем образует обильный мукус, чтобы всем этим новым вирусам было где жить, а под конец вызывает чихание, чтобы капельки мукуса вылетали в воздух и попадали в носоглотки других людей, тем самым расширяя область размножения вируса.
Прежде ученые думали, что простуда вызывается бактериями, но сколько ни искали, бактерий не нашли, а вот вирус, связанный с простудой, у больных действительно обнаружили. И не один. Я лишь для простоты говорю только о риновирусах, но они вызывают 30–50 процентов всех случаев простуды, остальные вызываются аденовирусами, коронавирусами, энтеровирусами, а еще 20–30 процентов — вообще вирусами, науке неизвестными. Ученые с каждым годом обнаруживают все больше риновирусов новых разновидностей, ибо одна из отвратительных особенностей риновирусов — их бешеная изменчивость. Они рождаются прямо на ходу, в многострадальных клетках нашего сопливого и чихающего носа. Кстати, мэрилендские ученые сделали шаг и к объяснению этой энергичной изменчивости, но об этом дальше.
Народная молва связывает простуду с холодом. В 2005 году ученые Кардиффского университета в Великобритании экспериментально, на девяноста добровольцах, проверили, насколько верно мнение, что простуду вызывают промокшие или переохлажденные ноги. И мнение оказалось верным… Кардиффские экспериментаторы высказали мысль, что холод может вызывать сужение сосудов в носу, а это препятствует доступу иммунных клеток в клетки носоглотки, то есть ведет к уменьшению иммунной защиты. Но есть и другое объяснение: холод уменьшает проницаемость клеточных мембран и это мешает доступу защитных комплементарных белков в зараженные ткани. Так что в любом случае полезно на холоде закутывать нос шарфом. Еще одним неприятным — и тоже экспериментально подтвержденным — фактом является связь простуды со стрессом, и тут в ходу такое объяснение: стресс вызывает усиленное выделение кортикостероидных гормонов, а эти гормоны отличаются среди прочего тем, что подавляют иммунную систему.
Однако все сказанное относится только к тому, какие факторы помогают вирусу вторгнуться в носоглотку, — а что он делает там?
Риновирус (сосредоточимся на нем, потому что упомянутая выше работа мэрилендских ученых связана именно с этим видом возбудителя простуды) — это удивительное создание природы. Он так мал, что относится к наномиру, — его диаметр составляет всего 20 нанометров, и нужно уложить рядом 50 тысяч таких вирусов, чтобы получить один миллиметр. А если вы захотите покрыть ими монету — скажем, пятак, — вам понадобятся 1500 миллиардов вирусов! Но, несмотря на свою ничтожную малость, этот вирус имеет структуру. На его оболочке есть белковые молекулы, свернутые так, что образуют углубления специфической формы. Эта форма в точности подходит к выступам белковых молекул на поверхности клеток нашей носоглотки, что позволяет вирусу прикрепляться к клетке, а потом проникать в нее. Точнее, в клетку проникает не сам вирус, а только его геном, состоящий из одной-единственной нуклеиновой молекулы РНК, которая насчитывает примерно семь тысяч химических звеньев. Вот эта-то РНК и несет в себе механизм воспроизводства вируса. Этот механизм заставляет клетку прекратить обычную работу и целиком переключиться на производство тех белков, а также РНК, которые необходимы для построения новых вирусов. Когда новых вирусов образуется очень много, они разрывают клетку, выходят наружу и вселяются в другие клетки, а затем в капли мукуса, чтобы с ними выйти наружу и заражать других людей.
В места скопления этих чужих для организма вирусных частиц в носу спешат иммунные клетки. Они выделяют белки-цитокины, которые вызывают среди прочего ощущение усталости и потерю аппетита. Кроме того, выделяются другие белки и химические вещества для борьбы с вирусами, и вся эта химическая смесь порождает симптомы (насморк, чихание и т. п.), которые мы называем в совокупности простудой. Особенно важную роль в этой смеси играет маленький белок брадикинин — как показали опыты, если ввести его в носоглотку здорового человека, у того появляются все признаки простуды. Последними на сцене появляются антитела — они запоминают врага, чтобы в следующий раз защитить от него клетки нашего носа. Увы, запоминают они только данный вид вируса, а так как риновирусов существует свыше сотни разных видов, то, вылечившись от одной простуды, вы вполне можете тут же подхватить другую. Чем вызвано это коварное многообразие риновирусов и нельзя ли найти универсальную отмычку против всех них сразу? Задав этот вопрос, мы плавно возвращаемся к работе мэрилендских ученых.
Путем длительной и кропотливой работы они сумели расшифровать последовательность всех 7000 химических звеньев в каждой РНК всех 99 разновидностей, которые составляют референтную группу риновирусов (своего рода библиотеку их главных видов). После этого они произвели сравнение всех этих РНК. Это позволило установить места, где чаще всего происходят случайные изменения вирусного генома, а также выявить, как эти мутации накапливались в ходе эволюции вирусов.
Возвращаясь вспять по ступенькам этих мутаций, ученые сумели доказать, что все виды риновирусов произошли от одного общего предка, но постепенно распались на три большие группы (обозначаемые обычно А, В и С), однако их РНК тем не менее все еще сохраняют одну общую особенность — во всех на одном их конце химические звенья образуют участок, свернутый в виде кленового листа. И состав этого участка остается неизменным все время эволюции, — стало быть, он очень важен. И действительно, вглядываясь дальше, исследователи установили, что именно в «кленовом листе» находятся те гены вируса, с помощью которых он, попав в клетку носоглотки, начинает строить нужные ему белки, а затем и новые РНК, служащие для образования новых вирусов. Это побудило их сделать вывод, что «кленовый лист» — слабое звено вирусной РНК, и если удастся найти препараты, способные блокировать работу этого участка, то есть надежда, что вирус не сможет размножаться.
