Фото: MbS News
Что такое вирус?
Вирус — структура простая. Настолько простая, что ученые до сих пор не могут понять, можно ли отнести вирусы к формам жизни. Если описывать очень упрощенно, то вирус — это нуклеиновая кислота (ДНК или РНК), упакованная в белковую капсулу. Тем не менее, эта примитивная биоконструкция очень хорошо приспособилась к нашему миру. Для обеспечения собственного существования и размножения коварные невидимые патогены используют клетки более крупных организмов: от бактерий до человека.
Жизненный цикл вируса тоже недалеко ушел от «украл-выпил-в тюрьму»: проникновение в клетку, встраивание собственной ДНК в геном «хозяина», синтез вирусных частиц, выход из клетки в поисках нового дома. Для того, чтобы существовать в подобном режиме, много генов не нужно: например, бактериофаг Qβ, заражающий бактерии кишечной палочки, имеет всего лишь три. Они кодируют, соответственно, три белка: протеин защитной оболочки, лизисный белок, который помогает проникнуть в клетку, и полимеразу — фермент для копирования нуклеиновой кислоты. Если понадобится что-нибудь еще, это предоставит зараженный организм.
Воссоздать вирус в лаборатории долгое время было непростой задачей для ученых, но они с этим справились. Впервые это произошло еще 18 лет назад, в 2002 году, а творцами первого «рукотворного вируса» стали ученые из Университета штата Нью-Йорк в Стоуни-Брук под руководством Экарда Виммера. Им удалось сконструировать вирус полиомиелита.
Микрофотография вирусов полиомиелита. Фото: Sciencephoto
Сначала исследователи из небольших олигонуклеотидов (коротких фрагментов РНК) собрали полный геном полиовируса, состоящую из 7500 нуклеотидов. На тот момент это было мощным достижением, хотя в масштабе вирусов — не так уж и много. Например, у ВИЧ около 10 тысяч нуклеотидов, у возбудителя лихорадки Эбола — 19 тысяч, а у коронавируса SARS-CoV-2 (того самого, который вызвал пандемию инфекции COVID-19) — 30 тысяч.
Полученную нуклеиновую кислоту ученые поместили в клеточный экстракт — «выпотрошенные» клетки, от которых оставили лишь цитоплазму и клеточные оболочки. Когда концентрация вирусной РНК в этом экстракте достигла критической массы, нуклеиновая кислота свернулась в нормальную трехмерную форму, и синтетический вирус ожил.
Зачем делать вирусы
Возможных применений для них очень много, и уничтожение всего человечества — далеко не самая перспективная из них. Например, создание оружия против бактерий с заданными свойствами — тех самых бактериофагов. Способность вирусов проникать в клетку и встраивать свой геном в ДНК хозяина используют для генетической модификации: для этого из вирусной ДНК или РНК удаляют гены, ответственные за репликацию вирусного генома, и вставляют целевой ген. В результате получается так называемый вирусный вектор: он способен проникать в клетку, и внедряться в ее гены, но дальше жизненный цикл такого дефектного вируса прерывается. Клетка при этом получает новые гены, которые может использовать для собственных нужд.
Жизненный цикл вируса (на примере бактериофага, заражающего кишечную палочку). Фото: DTN
Хотя вирусы в нашем сознании неразрывно связаны с болезнями, с их помощью можно некоторые заболевания лечить. Например, так называемые аденоассоциированные вирусы используются для лечения болезни Альцгеймера: в основе такой терапии также используются векторные технологии. Наконец, гибридные вирусы со сниженной патогенностью можно использовать для вакцинации. Клетки, зараженные модифицированными в лаборатории патогенами, экспрессируют на своей поверхности белки. А уже на них реагируют иммунные клетки — при этом вызывать полноценную инфекцию такой полувирус-полувакцина неспособен.
Конечно, для научных целей искусственные вирусы тоже используются. В первую очередь для того, чтобы понимать поведение опасных патогенов и знать их слабые места. Эта категория синтетических патогенов опаснее остальных, и ее изучение проходит в лабораториях с особыми мерами предосторожности: толстые стены, строгая система допусков, сложная схема соблюдения стерильности.
Коронавирус — идеальный объект для биотеррористов
Создание искусственного вируса — процесс трудоемкий и дорогой, но при наличии соответствующего образования и оборудования вполне реальный. А с учетом наработанной научной базы создать вирус можно довольно быстро. Группе Винера для создания полиовируса понадобилось три года. Но спустя год после этого в Институте альтернативных биологических источников энергии смогли всего лишь за две недели собрать способный к размножению бактериофаг φX174 с геномом длиной 5400 нуклеотидов.
Сам Экард Виммер, отвечая на вопрос о том, могут ли террористы использовать искусственный вирус для организации террористической атаки, говорил о том, что вероятность этого невысока, хоть и ненулевая — особенно если люди не будут вакцинироваться. Со времен появления того самого рукотворного полиовируса прошло уже 18 лет, но пока ни одного подтвержденного случая подобного биотеррористического акта так и не было зафиксировано. Может ли нынешняя пандемия быть первым из них?
Вирусологи в лаборатории. Фото: Winona Daily News
С точки зрения потенциального террориста коронавирус — едва ли не идеальный объект для создания биологической бомбы. Он передается воздушно-капельным путем, это очень «удобно». У него много генов — а чем объемнее вирусный геном, тем больше у него возможностей отвечать на защитные механизмы хозяина и уходить от них при помощи различных мутаций. А еще SARS-CoV-2 способен подавлять иммунную систему зараженного на первых стадиях развития инфекции, за счет чего обладает длительным инкубационным периодом, и распознать зараженного сразу почти невозможно. Благодаря этому он может довольно долго «кошмарить» человеческую популяцию, не устраивая при этом поголовный мор.
Поэтому нет ничего удивительного в том, что теории об искусственном происхождении SARS-CoV-2 появились почти сразу же после первых сообщений о заражениях в Китае. Высказывались предположения о том, что это биологическое оружие, которое было создано специально для уничтожения представителей монголоидной расы. В основе подобных теорий лежит вполне научное суждение о том, что на клетках представителей разных рас — разное количество рецепторов, с которыми взаимодействует вирус: соответственно, разным для таких людей будет и влияние вируса.
Однако создать четко избирательный к определенной расе или определенному типу людей вирус попросту невозможно. Все же у людей на Земле в биохимическом плане гораздо больше общих черт, нежели различий. А значит так или иначе, от потенциального киллервируса никто не застрахован.
Домыслы и гипотезы
«Никогда не приписывайте злому умыслу то, что вполне можно объяснить глупостью», — гласит так называемая «бритва Хэнлона». Вспышка коронавируса SARS-CoV-2 вполне могла быть творением рук человеческих — но не по злому умыслу, а из-за халатности. Дело в том, что в Ухане, где все началось, находится Институт вирусологии при Академии наук. Одна из лабораторий этого учреждения имеет высший, четвертый уровень биобезопасности, а значит, в ней могут проводиться работы с особо опасными и экзотическими штаммами патогенов.
Когда эпидемия еще не стала пандемией, в СМИ уже просочилась версия о том, что все происходящее — результат работ по созданию особых боевых вирусов. Кто именно придумал такую версию, неизвестно: но точно можно назвать тех, кто способствовал ее популяризации. Страшилка о биологическом оружии распространилась благодаря израильскому специалисту по безопасности Дани Шохаму, который в интервью американскому сайту Washington Times заявил о том, что некоторые лаборатории в Ухане, возможно, вовлечены в разработку подобных патогенов. Но никаких доказательств Шохам не привел, и вообще высказывался обтекаемо. Тем не менее, мировые СМИ проигнорировать вкусный инфоповод не смогли.
Институт вирусологии в Ухане. Фото: Pharma Industry Review
Еще один «как-бы-повод» для утверждений о связи коронавируса с военными разработками — история про выдворение из Канады китаянки Цю Сяньго, работавшей в Национальной микробиологической лаборатории в Виннипеге. Это учреждение, как и упомянутая лаборатория в Ухане, имеет высший уровень безопасности; а Цю Сяньго не просто лаборант-эмигрант, а видный вирусолог и специалист по лихорадке Эбола. Вместе с Сяньго из страны выдворили и ее мужа: при этом точной информации о том, что же такого нарушили китайские специалисты, в лаборатории никто так и не предоставил.
Немного позже из канадской лаборатории в Китай были переданы несколько штаммов опасных вирусов. Сочетание этих разрозненных фактов родило в умах конспирологов теорию о том, что Сяньго с супругом работали над созданием киллервирусов для нужд Китая и, возможно, на определенном этапе попытались воспрепятствовать зловещим планам. Доказательств, как всегда, толком нет — что не мешает зловеще предполагать.
Простое объяснение
Однако самое просто объяснение случившемуся укладывается в два слова: shit happens (фигня случается — прим.ред). Конечно, когда происходящее выходит за все рамки и нарушает нормальное течение жизни в городе и стране, нам подсознательно хочется найти кого-то злокозненного, из-за кого все сломалось. Однако разгоревшаяся пандемия — вполне логичный результат природных процессов и особенностей жизни в Китае.
Наиболее логичным и вероятным первоисточником коронавируса SARS-CoV-2 является городской рынок в Ухане, а «нулевым пациентом» — какой-то местный житель, решивший полакомиться мясом летучей мыши. Что по этому поводу думают ученые? А они ведь о подобном предупреждали, причем давно. Исследователи из того же Уханьского института вирусологии под руководством Ши Чжэньли еще в 2017 году писали о том, что рукокрылые являются природным резервуаром вируса, который при минимальных мутациях может перекинуться на человека. А несколькими годами ранее ученые из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл при помощи китайских коллег даже показали, как это может произойти. Исследователи создали химерный вирус из RsSHC014 (вируса летучих мышей) и SARS-CoV (возбудителя уже подзабытой атипичной пневмонии). Получившийся гибрид очень активно заражал культуры клеток человека.
После того, как вирус начал расползаться по всему миру, об этой работе, конечно же, вспомнили, и начали использовать ее в качестве аргумента — мол, ученые же SARS-CoV-2 и создали. Но даже если предположить, что авторы работы по какой-то причине ненавидят человечество и хотят его если не извести, то хотя бы проредить — зачем об этом предупреждать? Злодеи, которые подробно рассказывают о своих планах перед тем, как убить предполагаемую жертву, встречаются только в плохих боевиках.
Впрочем, ученые — люди сомневающиеся, и гипотезу об искусственном возникновении вируса решили проверить, об этом подробно рассказывается в статье Science Daily. Выводы, несколько дней назад опубликованные в Nature Medicine, однозначны: «мы можем твердо установить, что SARS-CoV-2 возник в результате естественных процессов», — говорит Кристиан Андерсен, сотрудник Научно-исследовательского института Скриппса в и один из авторов работы. По мнению исследователей, это можно увидеть из молекулярной структуры вирусных белков. Если бы гипотетические биотеррористы решили создать вирус-убийцу, они бы взяли за основу какой-то из вирусов человека, с уже доказанной вирулентностью.
Но «молекулярный остов» SARS-CoV-2 отличается от коронавирусов, циркулирующих среди людей, и больше напоминает патогены угадайте кого? Верно, летучих мышей. Кроме того, на натуральную эволюцию указывает структура так называемых RBD-доменов вирусных белков (они отвечают за связывание вируса с атакуемой клеткой). «Эти особенности вируса исключают лабораторные манипуляции как версию появления SARS-CoV-2», — резюмирует Андерсен.
Поэтому нынешняя пандемия вполне предсказуема даже без измышлений о сверхсекретных разработках и патогенах-убийцах. Настоящая жизнь всегда больше похожа на фильмы братьев Коэнов, чем на пафосные фильмы-катастрофы — источником больших бед чаще всего является безвестный недотепа, а не хорошо подготовленные специалисты.
Это тоже интересно:
