История иммунной системы

После того как иммунопротеины водорослей распознали опасные РАМР, происходит выброс гормонов стресса и сигнальных веществ, которые запускают процесс выработки подходящих антибактериальных средств для защиты от возбудителей. Такая взаимосвязь между растительными гормонами и иммунной реакцией позволяет предположить, что уже у водорослей в процессе эволюции возникло взаимодействие между гормональной и иммунной системами, которое мы находим у высших организмов, включая и нас самих. Взаимосвязь гормональных и иммунных функций изу­чает иммуноэндокринология. Как мы видим, предмет ее исследований зародился еще на этапе водорослей.

Кроме того, водоросли способны получать и расшифровывать сигналы от своих соседей[10]. Если возбудители болезней нападают на соседние водоросли, те предупреждают окружающих об опасности. Для этого используются, в частности, вещества из класса терпенов. В него входит большое количество вторичных веществ растительного происхождения, обладающих биоактивными функциями. Молекулы терпенов представляют собой своего рода «слова химического языка». Они находятся в растворенном состоянии в воде, но могут также переходить в газообразное состояние и поступать в атмосферу. Водоросли, получившие через терпены сигнал об опасности заражения, вырабатывают в профилактических целях защитные вещества. Такая биохимическая коммуникация позволяет узнать, какие именно патогены вторглись в общую среду обитания, насколько велика их концентрация и какие защитные стратегии необходимо активизировать.

Наряду с терпенами микроорганизмы и растения используют для коммуникации и другие биохимические вещества, но терпены представляют собой наиболее распространенные «слова» этого общения. Поскольку бóльшую часть живых существ на Земле представляют микроорганизмы, водоросли и растения, можно без всякого преувеличения сказать, что самым распространенным языком в мире является «язык» терпенов.

Мы видим, что даже иммунная система самых простых и древних организмов явно тяготеет к коммуникации. Она общается с окружающей средой и другими формами жизни, с которыми ей приходится делить биотоп. Имейте это в виду, потому что на протяжении всей книги мы будем сталкиваться с коммуникативными способностями нашей собственной иммунной системы, которая интенсивно обменивается данными с окружающей средой. В связи с этим некоторые биологи даже включают иммунную систему в число органов чувств. Водоросли демонстрируют, что это свойство иммунной системы зародилось уже миллиарды лет назад.

Для того чтобы инфицировать водоросли, вирусы ищут на их клеточных мембранах особые белки, которые служат им как бы местом «причаливания». Для предотвращения атаки вирусов водоросли изменяют белки, по-новому выстраивая их компоненты. Белки состоят из аминокислот, расположенных в определенном порядке. Вирусы специализируются на присоединении к этим молекулярным структурам. Если изменить белки, находящиеся на поверхности клеточных мембран растений, вирусам не удастся присоединиться к ним. При этом иммунная система растений может опираться на опыт предыдущих поколений, так как механизмы блокады вирусов передаются по наследству и представляют собой типичный пример врожденной защитной стратегии, которая имеется и у людей.

Кроме того, многие водоросли располагают возможностью вырабатывать вещества, снижающие активность вирусов и бактерий, например полисахариды[11]. Правда, и для этого иммунной системе водорослей надо сначала с помощью иммунопротеинов распознать присутствие «чужого».

О защитных механизмах водорослей, который они используют в борьбе с вирусами, известно пока меньше, чем о стратегиях борьбы бактерий с бактериофагами. Биологам еще предстоит множество открытий в этой области. Но одно можно сказать уже сейчас: водоросли обладают выкованным в ходе эволюции оружием против вирусных возбудителей и от поколения к поколению совершенствуют его. При этом они используют иммунопротеины для идентификации вирусов и бактерий.

У истоков вирусологии стояли растения