Майкл Брукс - Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла
Вирусы известны науке немногим более ста лет. В конце девятнадцатого века российское правительство послало биолога Дмитрия Ивановского выяснить, что губит посевы табака в Крыму. Что бы это ни было, оно беспрепятственно проскакивало фарфоровые фильтры, через которые лаборанты просеивали микробные культуры. В 1892 году Ивановский опубликовал статью с описанием обнаруженной им новой разновидности мельчайших болезнетворных микроорганизмов. Шесть лет спустя голландский микробиолог Мартин Бейеринк дал находке окончательное название: вирус. На древней латыни это слово означало липкую жидкость или яд.
Хотя первыми вирусный след взяли двое европейцев, решающий выстрел в погоне принадлежал американцу. В 1946 году Уэнделл Мередит Стэнли получил Нобелевскую премию за выделение в кристаллическом виде вируса табачной мозаики. Любопытно, что присудили ее в области химии. Хотя вирусы неразрывно связаны с живыми системами, они почти неизменно рассматривались не как особая форма жизни, но как обычные химические соединения — безжалостные смертоносные механизмы, одержимые размножением, однако неспособные к нему сами по себе. Существование вирусов невозможно без хозяев-носителей — живых клеток, производящих белки и энергию для своих паразитов. Вирусы — аномалия эволюции, абсолютные разрушители вроде жизнеподобных, но бездушных роботов из фильма «Терминатор». Они не часть живого мира.
Одно лишь нарушает традиционные представления; это нечто сейчас находится в лабораторной морозильной камере в Марселе.
Марсель, древнейший город Франции, в наше время превратился в Мекку эпидемиологов. Вероятно, из-за своего уникального исторического опыта: когда в 600 году до нашей эры финикийцы заложили в здешней бухте порт Массалию, эта гавань связала через Средиземное море запад Европы с Северной Африкой и Ближним Востоком, заодно открыв дорогу «черной смерти». Первые известные случаи бубонной чумы в Марселе отмечены в 543 году от Рождества Христова.
Чума — еще один пример изощренной адаптации микроорганизмов. Размножаясь на первичном хозяине, блохе, чумные палочки закупоривают ее пищеварительный тракт. Насекомое не может насытиться, сколько ни выпьет крови из собственного носителя — обычно грызуна, и сосет буквально как очумелое, безудержно меняя хозяев, пока не погибнет. Кровь же, достигнув бактериальной пробки в зобу, отрыгивается вместе с палочками, которыми блохи заражают всё новых животных и людей. Эпидемия распространяется без границ.
В 1346 году судно с Востока снова завезло в город чуму; количество жертв той эпидемии во всей Европе оценивают в 25 миллионов. Но память у людей коротка, и движет ими чаще алчность, нежели здравый рассудок. Когда в 1720 году в Марселе пришвартовался корабль с грузом тканей и хлопка из Леванта, а также с несколькими зараженными на борту, портовая администрация объявила карантин, но коммерсанты желали приступить к торговле немедля. Под их нажимом карантин был отменен; так началась Марсельская чума. За два года от нее умерли почти пятьдесят тысяч человек — половина городского населения. Не меньше народу погибло и в окрестностях к северу от Марселя. Неудивительно, что инфекционисты на медицинском факультете Средиземноморского университета Экс — Марсель II имеют репутацию самых знающих в мире.
Президента этого университета зовут Дидье Рауль. Его послужной список читается как каталог научных дисциплин, которые особенно хороши тем, что постигать их пришлось не нам: ученые степени по бактериологии, вирусологии и паразитологии. В дни, когда весь остальной мир строил планы на заключительный сочельник уходящего тысячелетия, доктор Рауль залезал в рот скелетам, захороненным в четырнадцатом веке, и брал с уцелевших зубов соскобы на ДНК, пытаясь установить, убила ли этих людей чумная палочка или смертоносный вирус наподобие лихорадки Эбола. Рауль к любым возбудителям инфекций питает неудержимую научную страсть. И когда Тимоти Роуботам предложил ему исследовать сублимированную бактериальную культуру, ускользавшую от всех попыток классификации, он согласился с величайшей охотой. Быть может, потому, что не знал тогда, с чем связывается.
Первым делом образец попал под микроскоп. Роуботам не ошибся: существо несомненно походило на бактерию. Затем оно подверглось стандартному тесту по методу Грама: мазки, в которых предполагается наличие микробов, довольно сложным способом окрашиваются фуксином. Любые бактерии приобретают ярко-красный, темно-синий или фиолетовый оттенок, другие простейшие остаются бледно-розовыми. Образец Рауля окрасился в пурпур.
Тогда Бернар Ла Скола, бактериолог из его команды, взял на себя следующий этап, чтобы точно классифицировать новое приобретение. Это требует еще одной рутинной процедуры — молекулярного анализа рибосомной РНК, которая помогает бактериям производить белки из аминокислот. Но оказалось, у образца такой молекулы нет; во всяком случае, найти ее Ла Скола не смог и с тридцатой попытки. Тогда он расчехлил свой электронный микроскоп, тысячекратно более мощный, чем стандартная оптика. И увидел монстра.
Бактерия оказалась не бактерией, а гигантским вирусом. Исследователи окрестили его «Мими»; заявив о своем открытии в мартовском выпуске журнала «Сайенс» 2003 года, они там же объяснили и выбор названия: вирус как бы мимикрирует под бактерию. (Правда, потом Дидье Рауль признался, что мотивы были не чисто научные: в детстве отец развлекал его историями о приключениях амебы по имени Мими. А поскольку вирус-гигант был впервые найден в амебах, такое название показалось и милым, и вполне подходящим.) Первое научное сообщение уместилось на одной странице; в нем было сказано только то, что французские ученые открыли самого большого представителя крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов: Acantamoeba polyphaga mimivirus.
В вирусологии применяются разные системы классификации. Международный комитет по таксономии вирусов систематизирует признаки новых видов, чтобы поместить их в соответствующие разделы; при этом учитываются такие свойства, как формула нуклеиновой кислоты — РНК либо ДНК, типы хозяев, форма капсида — белковой оболочки вируса, в которой заключен его геном, и тому подобное. У ДНК-содержащих вирусов — например, различных видов герпеса, вариолы, то есть черной оспы, и оспы ветряной (последний вызывает также опоясывающий лишай у взрослых), — как следует из их названия, в капсиде находятся нити дезоксирибонуклеиновой кислоты. В эту группу входит много больших вирусов, но до марсельского гиганта им всем далеко. Представьте себе фигурку человека у двенадцатиэтажного офисного здания — это и будет сравнительный масштаб большинства известных науке вирусов рядом с новооткрытым.
При взгляде в электронный микроскоп Бернара Ла Сколы Мими, как и все вирусы, напоминает кристалл. Он не выглядит мешковатым, подобно изолированной клетке или бактерии, а имеет упорядоченные формы, словно выстроенные по строгим архитектурным правилам. Его капсид — икосаэдр, фасеточный двадцатигранник, подобный искусно обработанному драгоценному камню. Столь же высокоорганизован он и в других отношениях.
Геном мимивируса, в отличие от его соседей по домену, являет собой чуть ли не эталон целесообразности. У других вирусов капсиды забиты разным генетическим хламом совершенно неясного назначения, между тем гены Мими в большинстве выполняют четкие функции — да какие! Есть, например, гены, кодирующие синтез белков. Они решительно опровергают биологический догмат, согласно коему все вирусы возлагают эту задачу на хозяйские клетки. Аппарат, производящий белки, у мимивируса отчасти совпадает с любым живым существом. Имеются также гены для восстановления поврежденных нуклеотидов, для усвоения сахаров и свертывания белка — решающий элемент в конструкции жизни. Марсельские исследователи установили: Мими — гордый обладатель 1262 генов. (У обычных вирусов их около сотни, а реально используется лишь десятая часть.) Свыше трети этих генов ученые никогда прежде не встречали. Однако больше всего их озадачили как раз гены, хорошо известные раньше.
Чтобы понять парадокс, придется для начала вернуться в 1758 год, когда шведский натуралист Карл Линней выпустил десятое, дополненное издание своей революционной книги «Система природы по трем царствам природы, согласно классам, отрядам, родам, видам, с характеристиками, дифференциями, синонимами и местообитаниями». Труд Линнея покончил с нехитрой, но темной системой классификации живых сущностей, принятой до него. Вместо этого он стал группировать организмы по общности физических свойств. Тем самым Линней во многом заложил основы для будущей теории Чарльза Дарвина: идея естественного отбора также исходит из общности характерных признаков; отсюда следует вывод, что биологические виды, внешне схожие друг с другом, по всей вероятности, связаны родством. Биологи получили в свое распоряжение «древо жизни» и смогли задуматься об установлении общего предка всего живого на Земле.
