Мне нравится слово "гигант" только в отношении забавных вещей, таких как пиво и пирожные. Вирусы я предпочитаю быть крошечными и легко преодолеваемыми, если не полностью отсутствующими в моей жизни. Так что легко понять, почему постоянно растущая огласка «гигантских вирусов» доводит людей до полного исступления. Прежде чем мы прибегнем к жизни в пластиковых пузырях, важно понять основы гигантских вирусов и какие типы рисков они могут или не могут представлять.
Чтобы составить точную картину, полезно знать, как выглядит так называемый «стандартный» вирус. «Обычно мы думаем, что вирус имеет несколько генов, заставляющих несколько белков воспроизводить себя», - объясняет Стивен В. Вильгельм, доктор философии, дипломированный директор и заместитель заведующего кафедрой микробиологии Университета Теннесси. «Эти гигантские вирусы - немного другая история, поскольку они содержат десятки или сотни генов».
По словам Вильгельма, гигантские вирусы все еще настолько новы, что им не хватает жестких критериев. Однако самое основное эмпирическое правило заключается в том, что эти вирусы имеют геномы, размер которых превышает четверть миллиона пар оснований. «Геном - это своего рода схема клетки, а пары оснований - это компоненты, составляющие эту схему», - говорит он.
Даже если вы не совсем понимаете, что это значит, это сравнение покажет разницу между обычным вирусом и его гигантской версией. Возьмем, к примеру, вирус иммунодефицита человека (ВИЧ), который, вероятно, является наиболее изученным вирусом в мире. ВИЧ состоит из 9 749 пар оснований. Напротив, по словам Вильгельма, самым крупным из известных в настоящее время гигантских вирусов является Pandoravirus, который может похвастаться 2 миллионами пар оснований. Пандоравирус также имеет ДНК, которая затмевает обычные вирусы: 2500 генов по сравнению со стандартными 10, присутствующими в большинстве меньших версий. Он также намного превосходит другие вирусы по размеру в 1 микрон (тысячная доля миллиметра), в отличие от обычных вирусов, размер которых колеблется от 50 до 100 нанометров (в одном микроне 1000 нанометров).
По сути, речь идет об обычных вирусах Халка, пусть и на микроскопическом уровне. Так что пора сходить с ума, или стоит занять выжидательную позицию?
Целевая аудитория гигантских вирусов
Я знаю, что та проблема с желудком, которая у тебя недавно была, показалась тебе концом света. На самом деле, единственное, что из этого вышло, - это, вероятно, скромная потеря веса! Так что, если это крошечный детский вирус по сравнению с пандоравирусом, можно с уверенностью предположить, что мы все обречены, верно? Вздохните с облегчением, друзья мои, возможно, это не так.
«Было доказано, что большинство этих гигантских вирусов заражают амебы, - объясняет Вильгельм. Амебы далеки от человека, так как это микроскопические одноклеточные организмы, которые в основном обитают в воде. Вильгельм также отмечает, что одноклеточные водоросли и простейшие травоядные являются другими типичными мишенями гигантских вирусов, но настаивает на том, что опасность для человека минимальна, если вообще присутствует. «У нас нет реальных доказательств того, что эти вирусы что-то делают с людьми или животными», - говорит он.
Если гигантские вирусы не представляют опасности для человека, то что в этом такого? Как оказалось, некоторые из них могут непреднамеренно воздействовать на людей экологическими и экономическими способами. Например, Вильгельм и его команда потратили годы на изучение вируса Aureococcus anophagefferens (AaV), который невольно переносится одноименными водорослями (вирус обычно называют в честь водорослей). Считается, что пораженные водоросли играют роль в росте «цветов бурого прилива» на восточном побережье Соединенных Штатов, хотя в настоящее время они распространились и на другие районы.
Весеннее цветение AaV представляет серьезную проблему для прибрежных районов, таких как Грейт-Саут-Бей на Лонг-Айленде, поскольку они захватывают территорию, препятствуя росту морской травы. В результате произошло огромное сокращение количества моллюсков и других морских обитателей, что негативно сказалось на внешнем виде, функциональности и экономическом потенциале многих пострадавших районов.
Однако выяснение вируса с момента его первого появления в 1980-х годах было длительным процессом. «В 2014 году мы завершили расшифровку геномной последовательности и были удивлены, что он подходит под эту категорию гигантских вирусов», - говорит Вильгельм о вирусе, который может похвастаться 370 000 пар оснований. Это также преподнесло несколько непредвиденных сюрпризов. «У него есть не только гены, сходные с другими гигантскими вирусами, но и гены, сходные с генами хозяина, генами бактерий, генами бактериальных вирусов», - говорит он. «Генетическая мозаика - настоящая мозаика».
Тем не менее, некоторые учёные, кажется, бьют по спящему медведю, раскапывая давние вирусы. Они подвергают нас опасности, хотя и непреднамеренно?
Вирус глупости
Исследователи в 2014 году обнаружили ATCV-1, вирус водорослей, который различные средства массовой информации ласково окрестили «вирусом глупости». Культуры из горла человека в сочетании с тестами на когнитивные способности показали, что люди с положительным результатом теста менее впечатляюще справляются с тестами на умственные способности, чем их не зараженные вирусом коллеги. Многие ученые отказываются от результатов до тех пор, пока их не удастся воспроизвести.
Могут ли гигантские вирусы быть катастрофическими для людей?
Тревога началась в 1992 году со случайного обнаружения первого в мире гигантского вируса, известного как Мимивирус. Он был настолько большим, что ученые сначала подумали, что это бактерия, вызывающая пневмонию. «Это действительно перевернуло мир с ног на голову», - говорит Вильгельм о реакции научного сообщества на открытие.
Затем ученые обнаружили новый гигантский вирус в сибирской вечной мерзлоте в 2014 году, после примерно 30 000 лет глубокого сна. Вступив в контакт с амебой, вирус, известный как Pithovirus sibericum, вторгся в амебу, как ребенок атакует торт на день рождения. К счастью, исследователи смогли определить, что вирус не может заразить животных или людей, как и другие гигантские вирусные собратья. Уф.
Это открытие вызвало опасения, что из-за глобального потепления в конечном итоге в мир попадут более древние вирусы. «Они провели интересное исследование, - отмечает Вильгельм. «Это добавляет новый взгляд на различные существующие вирусы и возможные гены, которые они могут содержать, но я думаю, что экологические последствия таяния вечной мерзлоты вызывают гораздо большую озабоченность», - говорит он.
Эти гигантские вирусы существуют дольше, чем люди (на самом деле, практически общаются с нами локтями), но современная наука только что смогла их «открыть». «Мы живем с ними, вероятно, сотни миллионов, если не миллиарды лет», - говорит Джеймс Л. Ван Эттен, доктор философии. с Университетом Небраски и Центром вирусологии Небраски." Они были там все это время."
Таким образом, таяние вечной мерзлоты является проблемой, но не по той причине, по которой многие думают, по крайней мере, по нынешнему мнению некоторых экспертов. Последствия глобального потепления для окружающей среды представляют большую опасность, чем опасения, что какая-то неандертальская болезнь вновь распространится по миру.
Тем не менее, все эти заверения не смогут полностью подавить страхи широкой общественности в отношении гигантских вирусов, хотя менее устрашающее название, вероятно, помогло бы делу. Так как же эти вирусы стали такими большими?
Изменение лица вирусологии
Если вам интересно, как эти вирусы становятся такими огромными, вы не одиноки. Как оказалось, это вопрос на миллион долларов в научном сообществе. «Никто не знает, - говорит Ван Эттен. «Есть некоторые гипотезы, но, конечно, ни одна гипотеза, с которой согласны все ученые», - объясняет он, добавляя, что некоторые люди считают, что гигантские вирусы выросли из более мелких вирусов, но пока никто не знает, почему они это сделали.
На самом деле, мы, вероятно, только начали исследовать гигантские вирусы. «Все время открываются новые», - говорит Вильгельм. «Мы действительно не имеем ни малейшего представления о разнообразии, о том, сколько их и насколько они распространены». Он отмечает, что по крайней мере одно исследование показало, что они в основном встречаются в океанской среде. Ученые очень сосредоточены на попытках выяснить, почему эти геномы такие большие. Это особенно интересно, потому что большинство обычных вирусов на самом деле находятся под эволюционным давлением, чтобы уменьшить размер своего генома, потому что, по словам Вильгельма, для них очень сложно поддерживать высокую численность. «Мы называем это оптимизацией генома», - объясняет он. «Гигантские вирусы идут против течения».
Состав гигантских вирусов также вызывает волнения в сообществе вирусологов, поскольку у этих больших мальчиков есть гены, которые ранее были связаны только с клеточными формами жизни. Например, в их недрах обнаружены функциональные гены, отвечающие за различные процессы, например за транспорт питательных веществ.«Мы начинаем действительно стирать границы, которые мы исторически проводили между вирусами и клетками с точки зрения функций», - объясняет Вильгельм.
В результате этих многочисленных открытий давние мнения о вирусах подвергаются сомнению. «Очевидно, что область вирусологии должна переосмыслить то, как они определяют вирусы», - говорит Ван Эттен, добавляя, что предыдущие стандарты гласили, что для того, чтобы квалифицироваться как вирус, он должен был пройти через фильтр определенного размера., и что этот тест, вероятно, является причиной того, что гигантские версии были неизвестны так долго.
Хотя остается много неизвестных, пара принципов совершенно ясна. «Мы начинаем ожидать, что родственников этих вирусов мы найдем повсюду», - говорит Вильгельм. Кроме того, нельзя недооценивать воздействие всех типов вирусов. «Вирусы контролируют микробы, следовательно, вирусы контролируют планету».
Примечание автора: как работают гигантские вирусы
Поговорив с несколькими наиболее уважаемыми умами в области изучения гигантских вирусов, я уверен, что более мелкие вирусы представляют для меня гораздо большую угрозу, чем то, что может атаковать амебу. Даже если это изменится, у меня есть дезинфицирующее средство для рук, и я не боюсь им пользоваться!