Вирусы: Скорее друзья, чем враги

Уже существуют довольно причудливые биологические переключатели, способные включать и выключать реакции в зависимости от раздражителей, например света, и этот вопрос не так уж футуристичен. В будущем мы сможем глотать не таблетки в готовом виде, а сенсоры, которые будут определять потребность, равно как и «продуцировать» лекарства, то есть осуществлять терапию по запросу в зависимости от потребности пациента. В случае необходимости пациент может автоматически получать инсулин в нужном объеме. Инженерам, врачам и исследователям эволюции нужно объединить усилия, поскольку новая концепция носит мультидисциплинарный характер. И самое главное заключается в том, что результаты их усилий должны быть сопоставимы с тем, что реально создает природа. За несколько миллиардов лет она разработала механизм равновесия и будет противодействовать неизвестным или непонятным факторам влияния. В настоящее время разрабатывается новое патентное законодательство, предусматривающее «патентную чистоту» биологических строительных блоков, но не методов их построения. Суть этого законодательства заключается в том, что гены естественного происхождения не подлежат патентованию, а искусственные могут быть запатентованы. Тимоти Лу из Массачусетского технологического института (MIT) создает вирусы или фаги с генами, своего рода биологические машины, предназначенные для разрушения бактериальных слоев, биопленок, которые демонстрируют в 500 раз более высокую устойчивость к терапии, чем свободно перемещающиеся микроорганизмы. Они обитают на больничном оборудовании – от катетеров до водопроводных труб. Он также намерен переносить фаги в бактерии или клетки для получения соответствующих веществ. Возможно, однажды отпадет необходимость в гиподермических иглах для инъекций инсулина и препарат будет подаваться автоматически. Кроме того, Тим Лу начал модулировать в кишечнике, чтобы они могли чувствовать стимулы и реагировать на них. Он использует бактерии в качестве «жестких дисков» (так их назвали журналисты) – носителей информации. Стимулы обусловливают мутации, которые сохраняются до 12 дней, затем считываются и определяются количественно. Настанет ли день, когда будет разработан сигнал «прекратить есть»? Возможно, это окажется довольно простой задачей! Тим Лу разрабатывает «самовоспроизводящийся живой материал» – практически биологический 3D-принтер! Он нацелен на бактерии, обладающие множественной лекарственной резистентностью, что является насущной необходимостью.

Мы будем глотать сенсоры, наноинструменты, роботов, микроманипуляторы в надежде, что они все сделают, – вот в чем заключается концепция! Нужно помнить, что вирусы очень чувствительны к стрессовым условиям, в частности герпесвирусы, которые «переползают» по нервным волокнам, активируя химические реакции, в том числе появление герпесных бляшек на губах. Таким образом, уже сейчас вирусы в особых случаях выполняют большинство этих функций. Они хорошие изобретатели и учат нас подражать им.

Более 50 лет назад Ричард Фейнман, лауреат Нобелевской премии и человек, отличавшийся весьма оригинальным мышлением, все это предвидел. Он говорил: «Я не понимаю того, что не в состоянии создать!» Это утверждение Фейнмана заставит Крейга Вентера работать еще в течение некоторого времени. Знаменательным предвидением Фейнмана стала его фраза «Проглотите врача»! Неужели мы этого почти добились?

Что появилось сначала – вирус или клетка?

Этот вопрос я подняла в 2013 г. в Давосе (Швейцария) во время ежегодной встречи по РНК. Я разговаривала со своими коллегами, многими вирусологами и учеными, которые первыми стали заниматься РНК, вопросами химической эволюции и т.д. Они отвечали одно и то же, то, что написано в большинстве учебников, что говорили рецензенты всех моих статей в международных журналах и, возможно, читатели. Все они сразу же отвечали: сначала появилась клетка, поскольку вирус в ней нуждается. Я была разочарована тем, что даже ведущие исследователи РНК и рибозимов приводили эти же доводы, несмотря на то, что рибозимы являются первым активными биомолекулами, которые могут реплицироваться, эволюционировать, расщеплять и присоединять. Рибозимы – основа рибосом, и поэтому они являются ключевыми молекулами при синтезе белка, а cirРНК и с недавнего времени piРНК – основные регуляторы генов.