Я, паразит

Перемещение генетического материала вирусами иногда оставляет отпечатки и приводит к дополнениям и перестройкам в геноме хозяина. Вирусы могут непредсказуемо мутировать, деградировать и задерживаться в геноме хозяина, не способном избавиться от этого генетического мусора. Такие остатки вирусов, зачастую очень древние, передаваемые из поколения в поколение, продолжают накапливать новые модификации, то есть претерпевают генетическую эрозию своей вирусной сущности. Как бы дико это ни звучало, вы и сами своего рода вирусы: установлено, что 8 процентов человеческого генома имеет вирусное, или, точнее, ретровирусное происхождение. Ретровирусы отличаются тем, что их генетическим материалом служит РНК. У них также есть фермент, который после инфицирования клетки-хозяина превращает ее в ДНК генома вируса, встраивающуюся в геном хозяина во множестве копий. В общем, человеческий геном украшают почти 100 000 ретровирусных фрагментов, и совсем недавно появилась новая научная дисциплина, изучающая их историю, — палеовирология.

Этот избыток генетического материала — настоящее молекулярное бремя: ваши клетки, не в состоянии от него отделаться, вынуждены копировать его при делении. Но, подобно человеческим ученым, которые используют вирусные гены в генной инженерии, эволюция манипулирует остатками вирусного генома, что иногда приводит к появлению новых важных функций. Так вышло, что млекопитающие в какой-то степени обязаны остаткам вирусных геномов становлением программы своего эмбрионального развития и, как это ни парадоксально, способностью эмбриона защищаться от потенциальных вирусных инфекций. Большинство млекопитающих позаимствовали вирусные гены, влияющие на иммунитет, чтобы эмбрион не воспринимался иммунной системой как чужеродный трансплантат, подлежащий отторжению и уничтожению.

И наконец, мы особо гордимся нашим вкладом в тесную связь плода с матерью у живородящих видов, в том числе у млекопитающих. У этих животных эмбрион развивается в матке, к внутренней стенке которой плотно прилегает плацента, обеспечивающая обмен веществ между матерью и плодом. Чтобы облегчить получение питательных веществ, плод формирует вокруг себя особую зону — синцитиотрофобласт. Здесь клетки не просто соприкасаются друг с другом, а буквально сливаются, создавая вокруг эмбриона среду, где его собственные клетки встречаются с клетками матери. Для образования этого священного места используются специальные белки, синцитины, способные разжижать мембраны соседних клеток, создавая единое пространство, включающее их ядра. Вирусы обладали этим умением сотни миллионов лет назад, но у далеких предков млекопитающих такой способности не было. Именно древние вирусные инфекции позволили предкам нынешних живородящих воспользоваться свойствами синцитинов для образования синцитиотрофобласта.

Этот процесс проходил параллельно много раз у разных линий млекопитающих и даже у немлекопитающих, например у некоторых ящериц. Хотя большинство ящериц яйцекладущие, около 20 процентов, включая ящерицу мабую, — живородящие и имеют своего рода плаценту. Как и люди, они получили синцитины в подарок от вирусов. Здесь мы наблюдаем феномен эволюционной конвергенции, когда разные виды приобретают схожие черты в ходе независимой эволюции (что произошло, к примеру, с крыльями летучих мышей и птиц — инновационными органами, приобретенными независимым образом, но выполняющими одинаковую функцию). Синцитии вирусного происхождения могут использоваться и по-другому: так, самцы мышей применяют их для построения мышечных волокон, а не для создания плаценты!

Ваше сознание обеспечивается работой мозга и базируется на связях между нейронами, осуществляемых посредством нейромедиаторов. Эти небольшие молекулы секретируются в синапсах, в месте соприкосновения двух нейронов. Передача нейромедиаторов — основа ваших рефлексов, мыслей и восприятия. Но похоже, что долговременная память требует взаимодействия единственных в своем роде нейронов, использующих белок Arc, который, вероятно, имеет ретровирусное происхождение. В клетках нейронов белки Arc находятся в везикулах, внутри которых имеются структуры, очень похожие на маленькие вирусы. Пока непонятно, как это помогает сохранять воспоминания, но, судя по всему, ваши нейроны умеют говорить на языке вирусов, и именно это позволит вам надолго запомнить мои наставления.