«Разморозился и атаковал амебу» Найденные в Сибири вирусы ожили и оказались способны убивать. Опасны ли они для человека?

Команда российских, французских и немецких ученых нашла в вечной мерзлоте Сибири, в Якутии, несколько вирусов возрастом почти 50 тысяч лет. Спустя такое долгое время организмы разморозили, и они внезапно ожили и даже оказались способны убивать: вирус напал на амебу и погубил ее. Могут ли давно забытые инфекции угрожать человечеству, есть ли опасность появления в Якутии и на других северных территориях неизвестных медицине вирусов, «Ленте.ру» рассказала доктор биологических наук, профессор Школы системной биологии Университета Джорджа Мейсона (Вирджиния, США) Анча Баранова.

«Лента.ру»: Вы можете рассказать, что за вирус нашли?

Анча Баранова: Группа французских ученых под руководством Жан-Мишеля Клавери вытащила из образцов вечного льда Якутии пандоравирус и еще 12 древних вирусов. Самому старшему из них 48 500 лет, а возраст самого молодого оценивается в 27 тысяч лет. Вообще-то мерзлота у нас имеется и подревнее, но радиоуглеродным методом ее уже не датируешь. Древние вирусы были найдены во льдах, находящихся на глубине до 16 метров.

Все эти пробы вечной мерзлоты отбирались еще в то время, когда между Францией и Россией было развито научное сотрудничество — в 2011-2016 годах. Последняя была датирована докоронавирусным 2019-м. Надо сказать, что мерзлоты на Земле много, всю не переобследуешь, потому ученые выбирали участки поинтереснее. В одном из набуренных столбиков был клок шерсти мамонта, в другом растаял погибший волк возрастом 20 тысяч лет. У волка был кишечник, в нем биоценоз — бактерии, грибы, вирусы и так далее, со всеми остановками. Ученые исследовали именно такие образцы — самые интересные.

Они их набурили, отвезли в лабораторию, потихоньку растаивали одну колонку за другой, что-то с ними делали. Еще в 2013 году, в самом начале, ученые заметили вирусы. Вирусы были поистине гигантские. Их было видно в обычный световой микроскоп, в то время как другие вирусы можно рассмотреть только с помощью электронного.

Назвали эти вирусы пандоравирусами, в честь ящика Пандоры — артефакта из древнегреческой мифологии. По легенде, из этого ящика потом разлетелись все беды и несчастья.

А вот сейчас ученые придумали способ анализа получше, ведь литры растаявшей воды в микроскоп отсмотреть трудно, а если выделить остатки ДНК, то вирусы, конечно, найдешь, но не живые, а в виде записи генетического кода. Поэтому ученые создали модельную систему для поиска вирусов — растили на чашках культуру практически вездесущей акантамебы и смотрели, не залезет ли из воды в нее что-нибудь.

Это как бы намек, что человечеству стоит бояться? Что собой представляет этот пандоравирус?

На сегодня пандоравирус можно считать самым крупным вирусом, его длина составляет один микрометр, а геном — 2,5 миллиона нуклеотидов. Я люблю сравнивать вирусы с автомобилями. РНК-вирусы очень маленькие, это легковые машинки. ДНК-вирусы намного крупнее, это уже грузовички. Например, вирус оспы до недавнего времени считался большим — это 18-колесный грузовик, то есть огромный. Но пандоравирус (и некоторые его родственники) — просто гиганты, которые по сравнению с вирусом оспы будут как КамАЗ рядом с пассажирским авиалайнером.

Получается, что пандоравиусы на сегодняшний день можно считать самыми первыми вирусами на земле?

Из якутской мерзлоты оттаяло больше десятка древних вирусов, это много. Конечно, эти вирусы имеют что-то общее, в частности, огромную устойчивость их капсида. Может, там и другие вирусы были, более мелкие или более хлипкие, но за тысячелетия они развалились, и мы их не видим. А эти увидели.

Четкую генеалогию этих вирусов мы сейчас восстановить не можем, не хватает знаний. Вирусы — огромные, в них куча генов, которых мы раньше никогда не видели в живых организмах. Ученые, если честно, понятия не имеют, что они могут делать. Если выкинуть из пандоравируса половину этих генов, он будет размножаться точно так же, как раньше. То есть это такие частицы, их клетками нельзя назвать, но они точно способны между клетками перемещаться и с собой какую-то полезную или вредную генетическую нагрузку таскать. Такой грузовичок с прицепом. Они, конечно, не автономны, это не клетки. Это переходная стадия между полноценными клетками и вирусами, которая еще не полностью завершила свое упрощение до полного паразита.

Может быть, именно из-за этих пандоравирусов вымерли мамонты?

Пандоравирусы живут у амеб, они и тысячи лет назад тоже заражали простейших. Отчасти это связано с тем, что простейшие клетки — очень большие, в их цитоплазме можно наладить производство крупного вируса. В относительно маленькой клетке человека фабрику по производству гигантских вирусов просто не смонтируешь. Примерно так же, как маленькую городскую аптеку не выйдет переоборудовать под мебельный магазин, как ни старайся.

Могут ли эти вирусы ускоренно эволюционировать и приспособиться к новому хозяину, то есть напасть на людей?

Нет, человеческие клетки эти вирусы не могут инфицировать, они нападают исключительно на амеб. Но ведь у нас и амеб в природе немало. Среди них имеются патогенные, а у пандоравирусов и им подобных, а их немало — и мимивирусы, и пакманвирусы (в честь персонажа легендарной компьютерной игры Pacman), — есть много непонятных генов с неизвестной функцией. В теории древние вирусы могут затащить эти гены в амебу и придать ей новые патогенные свойства. А то, что амебы могут стать для человека или сельхозживотных не менее опасными, чем бактерии, примеров немало, от дизентерии до проникающей прямо в мозг и стопроцентно летальной неглерии Фоулера.

Вдруг кроме этих пандоравирусов в Якутии или еще где-то на севере растают и другие вирусы, опасные для человечества?

Оттаивание вечной мерзлоты несет много проблем. Но людям бросается в глаза лишь самое простое: вирусы разморозятся. Что само по себе уже плохо. Пакманвирусы, например, — близкие родственники вируса африканской чумы свиней, загадочного вируса с огромным значением для сельского хозяйства, и давно уже не только в Африке. А ведь геном пакманвирусов больше, чем у вируса африканской чумы свиней, там целая куча генов, не имеющих сходства ни с какими из уже известных.

Кстати, в этом году в Антарктиде зафиксирована холодовая аномалия. Например, на южнополярной станции Амундсен-Скотт средняя температура с апреля по сентябрь составила минус 61 градус по Цельсию. Это на 4,5 градуса ниже, чем за всю историю наблюдений, начиная с 1957 года. Да и на Северном полюсе с ледниками не все так плохо, для вечной мерзлоты это хороший год. Это не значит, что глобального потепления нет, просто нам послабление вышло.

У меня есть любимый фильм «Нечто», снятый Джоном Карпентером еще в 1982 году. Команда ученых на научно-исследовательской станции в Антарктиде нашла что-то такое в вечной мерзлоте, а оно оттаяло и стало принимать облик земных существ, сначала собак, а потом и людей — кушало их и заменяло собой. Фильм, я считаю, шедевр, в том числе и потому, что грамотно препарирует наш древний страх перед этой самой вечной мерзлотой и прячущимся в нем неведомым.

И вот сейчас оттаивают тысячи километров этой самой вечной мерзлоты. Вполне можно представить, что из-за большого количества размерзшегося точно будут какие-то негативные эффекты. Но они не определены, неизвестное так и остается неизвестным.

Я бы сказала, что для начала нужно подумать про те опасности, которые нас реально подстерегают. Есть бактерии, которые в вечной мерзлоте могут сидеть довольно долго в виде спор, а потом оживать. Например, погибшие несколько веков назад от сибирской язвы и захороненные олени. Или просто погибшие. Пока они погребены в вечной мерзлоте, сидящие в них бактериальные споры безопасны, но при потеплении сибирская язва вполне может вылезти. Места, о которых сохранилась историческая память, обозначены. Но ведь есть захоронения, о которых мы не знаем, а они могут взять и потечь. Все вышесказанное относится и к простейшим, особенно к амебам, которым все равно, на каком субстрате расти — в теплом слое перегноя или в чьем-то мозге.

Нужно мониторить все новоразмороженные участки вечной мерзлоты. Делать микробиологические и вирусологические обзоры, смотреть все, что обитает в талой воде: амебы, коловратки, что-то еще.

Это делается?

Уверена, что такие исследования ведутся. Французские ученые написали в своей статье, что эти исследования ведет новосибирский «Вектор», и я уверена, что так и есть. Но тема тающей мерзлоты далеко не такая модная, как лечение рака или коронавируса. Исследования проводятся в соответствии с выделяемыми на них деньгами. Государство должно захотеть предоставить для этого достаточный бюджет. Одни страны изучают одно, другие — другое. Японцы, например, собирают образцы тканей мамонтов, они мечтают их со временем воскресить. Их интересует мамонт как таковой. А меня вот интересует микробиом этих самых мамонтов, а также их паразиты — в общем, весь околомамонтный биоценоз. Мамонт — он, в сущности, как остров, теплый и с густой растительностью. Эволюционные процессы на этом острове точно шли по-другому, чем в холодной тундре. По большому счету, в том, что французы обнаружили пандоравирус в талой воде, есть элемент удачи. А если поискать в кишках у мамонта, там может такое найтись!

Зачем ученые изучают древние вирусы?

Этим занимается фундаментальная наука. Нам как человечеству нужно разобраться, что такое жизнь, откуда что произошло и зачем вообще вирусы. Считается, что происхождение у вирусов — полифилетическое, то есть разные вирусы независимо откуда-то взялись. Вирусы — это собирательный образ субклеточных паразитов. Некоторые вирусы образовались путем постепенного упрощения, то есть деградации клеток. Бактерии или одноклеточные по каким-то причинам потеряли часть структур, отбросили ненужные функции и упростились до вирусов. А некоторые — просто представляют собой сбежавшие клеточные гены, которые научились упаковываться в мембраны и перемещаться между клетками.

Это не путь упрощения, это клеточный спин-офф. Можно на тех же машинках объяснить. Вообразите автомобиль с рулем, колесами, мотором. Но постепенно у него отвалился мотор, руль, тормоза. Машинка уменьшилась и научилась путешествовать в багажнике других машин. Зачем такой машинке мотор? Это одна ситуация. А другая — когда у машинки бампер отвалился и начал жить самостоятельной жизнью: научился запрыгивать другим машинам на заднее сиденье и путешествовать там с комфортом.

Когда появится больше ясности о зарождении тех же вирусов, как с практической точки зрения можно будет использовать эти фундаментальные знания?

Фундаментальная наука не имеет практических планов, она не для этого. В Древней Греции ученые пытались постичь строение материи. Демокрит придумал, что есть неделимый атом. Потом ученые стали дальше разбираться, поняли про протоны, электроны. Но никакого практического значения у этого всего не было — до тех пор, пока Менделеев не додумал про периодическую систему, а тут и знания о протонах подоспели.

Два этих проблеска знания слились в понимание, как рассчитывать химические реакции, не сразу, а в результате огромной коллективной работы. Вся химия построена на том, как элементы взаимодействуют между собой в зависимости от конфигурации электронов и протонов. После этих открытий химия стала понятной наукой. А раньше была просто чем-то эмпирическим: смешали одно вещество с другим, получилось нечто другое. Вместо понимания были просто гипотезы, в том числе завиральные, а все от того, что фундаментальная картина мира не сразу прорисовалась.

Или другой пример — из области биологии. Как были открыты гены? Классическая генетика — это чистая статистика, там никаких генов нет. Законы Менделя известны с XIX века, еще при Дарвине он их открыл, а с ДНК разобрались только в 1953 году. Термин «ген» был введен в 1909 году датским ботаником Вильгельмом Йоханнсеном, но почти полвека оставался теоретическим — термин был, а генов не было. Генетики исследовали свой предмет исследования, не имея этого предмета в руках. Вот где был реальный полет мысли! Шло наблюдение, чтобы понять, как устроена жизнь. И только теперь мы наконец пожинаем плоды. Фундаментальная наука не ставит перед собой никаких практических задач, этим она и прекрасна.