«Разумные» вирусы
Вирус внезапно превратился из убийцы в защитника
Учёные впервые зафиксировали, как вирус перестал вредить организму-хозяину и начал помогать ему выжить. Самое удивительное, что эта перемена была молниеносной.
Открытие описано в научной статье, опубликованной в журнале PNAS группой во главе с Сантьяго Еленой (Santiago Elena) из Института интегративной системной биологии в Испании.
Разумный эгоизм
Когда речь заходит о вирусах, мы сразу вспоминаем о возбудителях опасных болезней. И, как показывает пандемия COVID-19, у нас есть на то веские основания. Однако в епархии медицины находится лишь крошечный уголок обширного мира вирусов.
Во-первых, собственные вирусы есть не только у людей и животных, но и у растений, грибов и даже бактерий. Во-вторых, эти крошечные квартиранты далеко не всегда приносят болезнь и смерть. Многие из них существуют в клетках хозяина как безобидные попутчики. А иногда вирус и вовсе жизненно необходим своему носителю.
Так, бывает, что вирус защищает ядовитый организм от его собственного яда. Или исправляет генетические дефекты в клетках хозяина. Или выполняет ещё какую-нибудь полезную функцию. Подробнее об этом можно узнать из научно-популярной книги Карин Мёллинг "Вирусы. Скорее друзья, чем враги".
И со стороны вируса это вовсе не альтруизм, а разумный эгоизм. С точки зрения эволюции цель этого микроскопического создания, как и любой другой формы жизни, состоит в том, чтобы произвести на свет как можно больше собственных копий. Ему вовсе не выгодно убивать хозяина, ведь вместе с последним умрут все экземпляры "квартиранта" в его клетках. Гораздо полезнее не мешать своему носителю жить, а заодно распространять вирус вокруг себя. А ещё лучше всячески способствовать выживанию хозяина, а вместе с ним и своему собственному.
Поэтому мутации в генах вируса, позволяющие ему мирно сосуществовать с носителем, наверняка будут поддержаны естественным отбором. Другое дело, что мутации происходят случайно, и не всем вирусам повезло заполучить столь полезный эволюционный багаж. А потому и не все они дружелюбны, к огромному сожалению для охваченного пандемией человечества.
Так биологи объясняют существование вирусов, полезных для своего хозяина. Однако до сего дня они ещё ни разу не видели своими глазами, чтобы какой-нибудь патоген "переобулся в воздухе" и из врага превратился в помощника.
И вот теперь учёные зафиксировали именно такой случай.
Резуховидка Таля - излюбленный объект экспериментов биологов.
Пережить кризис вместе
Вирус мозаики турнепса (turnip mosaic virus) поражает растения из семейства крестоцветных, к которому относится, например, капуста. В их числе и резуховидка Таля (Arabidopsis thaliana). Короткий геном этого растения хорошо изучен, и биологи часто используют его в своих экспериментах. Вирус мозаики турнепса опасен для резуховидки, он вызывает у неё заболевание.
Авторы нового исследования проверяли, как заражённые этим вирусом растения реагируют на нехватку воды. И учёные заметили нечто странное.
"В обычных условиях вирус проявляет себя в своём классическом образе патогена, убивая [нормально] орошаемые растения. Однако заражённые растения, подвергавшиеся стрессу из-за засухи, оставались в живых", - рассказывает Елена.
Точнее говоря, заражённые вирусом экземпляры резуховидки в засушливых условиях выживали на 25% чаще, чем их здоровые собратья.
Заинтригованные исследователи изучили геном бывшего патогена. Они обнаружили, что в генах вируса, обитавшего в клетках растения в засушливых условиях, произошли многочисленные мутации.
Эти изменения, во-первых, сделали вирус менее вредным для резуховидки. А во-вторых, они "научили" его регулировать биологические часы хозяина. В результате этого заботливого управления растение теряло меньше воды, что было жизненно важно в условиях дефицита влаги.
В порядке эксперимента учёные собрали образцы вирусов, развившихся в засушливых условиях, и заразили ими здоровые и нормально орошаемые экземпляры резуховидки. Опыт подтвердил, что вирусы, "научившиеся гуманности" к хозяевам во время засухи, не теряют её и при возвращении в нормальные условия.
"Варианты вируса, которые развились в условиях нормального орошения, продолжают убивать растения, в то время как развившиеся на растениях в засушливых условиях - нет, даже когда они инокулируются (внедряются - прим. ред.) в здоровые и хорошо орошаемые растения", - говорит Елена.
Другими словами, под давлением внешних обстоятельств эволюция изменила вирус, а вместе с ним и его взаимоотношения с хозяином. Причём это произошло практически мгновенно: за время жизни одного поколения растений (сами вирусы, конечно, успели размножиться множество раз). Исследователи подчёркивают, что это первый подобный случай, зафиксированный наукой.
Теперь исследователи планируют провести похожий эксперимент уже с вирусами животных. Они собираются использовать червей Caenorhabditis elegans. Эти небольшие примитивные создания изучены биологами вдоль и поперёк. Поэтому они такой же популярный объект экспериментов с участием животных, как резуховидка Таля с участием растений.
Также учёные собираются выяснить, нельзя ли поставить "дружелюбный" вариант вируса мозаики турнепса на службу человечеству. Ведь глобальное потепление делает проблему засухи всё острее. Источник
P.S. Как сказал нам Борис Ратников, коронавирус - это разумная форма жизни, пришёл к нам уже навсегда, и нам, хочешь или нет, но придётся с ним сосуществовать, и надо искать с ним общий язык )) Надеюсь на полезные дополнения.