Они кооперируются и конкурируют – это базовые механизмы жизни. Два вируса лучше одного – например, вирус гепатита дельта и вирус гепатита В или вирус пестролепестности тюльпанов и вирус крапчатости лилий. «Лучше» значит, что они обусловливают смерть своего хозяина. Возможно, это случайность. В жизни все бывает. И все же до того, как вирусы уничтожат всех своих хозяев, они находят новых, при этом руководствуются соображениями статистического характера и никогда не уничтожают всех хозяев, поскольку они просто не смогут найти последнего хозяина, если таковых останется слишком мало. Они могут восстанавливаться. И что самое главное, ранее упоминалось несколько животных моделей, в которых вирусы становятся безвредными. Помните вирус иммунодефицита у обезьян, который больше не является смертельным для этих животных? Можно ли экстраполировать это на другие популяции или сообщества?
Возможно, следовало бы рассмотреть вопрос о взаимодействии между вирусом и организмом-хозяином. У фагов со своими бактериями или у вирусов с морскими водорослями, которые выступают в качестве хозяина, родственные жизненные циклы. У интервентов, вторгающихся в некоторые популяции, есть два возможных выхода: происходит либо интеграция, означающая устойчивое или хроническое сосуществование, либо лизис – разрушение клетки-хозяина и высвобождение потомства. Оба механизма, возможно, зависят от того, позволяет ли хозяин инфицирование, репликацию, интеграцию и лизис. Это также зависит от средовых факторов, а наличие хронической инфекции может обусловить литическую реакцию, индуцированную стрессом, в частности отсутствием пищи или недостаточным пространством. Можно ли это применить к человеческому сообществу?
«Социальное поведение» наблюдается у неживых существ, вплоть до молекул, которые могут связываться, отторгаться, стабилизировать или взаимодействовать. Если жизнь началась с РНК, тогда РНК должна обладать способностью передавать некоторую полезную информацию. Действительно, РНК при борьбе за одни и те же ресурсы может уничтожить другую РНК, распознав ее по парам оснований (пример действия рибозимов). Как известно, притяжение и отторжение объясняются взаимодействием между атомами и молекулами. Микробиомы индивидуумов, вероятно, являются фактором, способствующим социальному взаимодействию. Видимо, во время поцелуя происходит уравновешивание микробиомов двух партнеров – какое разочарование! От передачи информации до социального поведения большой скачок, но, возможно, и логическое следствие. Ранее уже говорилось о сходстве микро- и макромиров. Такие структуры, как «лист клевера», напоминают передачу тРНК или супрессор опухоли р53, у которого есть «руки» или «пальцы», что свидетельствует о мутации и дает клетке время на восстановление!
А что касается эффекта «камуфляжа» – экипировки, сливающейся с ландшафтом, то это обычный прием, использующийся военными, чтобы обмануть противника. Однажды меня спросили: «Демонстрируют ли вирусы такой тип поведения?» Да, скорее всего, демонстрируют. Это практически характерный признак вирусов – выдавать себя за то, чем они не являются. Это можно назвать жульничеством. Для проникновения в клетку вирус часто «маскируется» под обычный клеточный «доступ для входа» или компонент. ВИЧ связывается с рецептором CCR5, как будто вирус является его обычным лигандом. Для взаимодействия с клеткой-хозяином вирусы используют обычные клеточные механизмы и имитируют клеточные генные продукты. В основе практически всего взаимодействия вируса и клетки-хозяина лежит принцип камуфляжа.
РНК по гомологии последовательностей может распознавать родственные и чужеродные РНК. «Оккупированные» РНК клетки не допускают проникновения в них другой родственной РНК, о чем уже упоминалось, когда речь шла о рибозимах, вироидах и вирусах как противовирусной защите. Когда мы говорим о структурном сходстве макро- и микромиров или об эффекте камуфляжа, означает ли это наше желание понять, как устроен наномир? Видимо, они в принципе схожи и мы – родственники.
Фантастическая новая «генетика», обеспечиваемая половыми гормонами
Приближаясь к концу книги, я хотела бы дать читателю надежду и рассказать о некоторых удивительных, новых фантастических концепциях, отражающих состояние современных представлений и отсутствие знаний.
У полных женщин – полные внучки, а дедушки-курильщики неблагоприятно влияют на здоровье своих внуков по мужской линии.
Мы имеем представление об эпигенетике, которая обусловлена не генетическими изменениями, не мутациями, а факторами среды, влияющими на активность или экспрессию наших генов. Токсины, высокие температуры или пища способны привести к формированию РНК, которая активирует химические модификации (метилирование или ацетилирование ДНК или гистонов) и модифицирует генную экспрессию. Эти явления не относятся к генетике и поэтому называются эпигенетическими. Обычно они «подчищаются» в процессе спаривания. У следующего поколения все начинается сначала. Поэтом эти явления в лучшем случае сохраняются на протяжении жизни одного поколения и не передаются новому поколению.
Тем не менее кое-что все же происходит: неожиданно выяснилось, что какая-то информация передается от бабушек к внучкам и от дедушек к внукам. Питание дедушек и бабушек влияет на гены их внуков и внучек. Перенос этой информации, вероятнее всего, носит ограниченный характер и происходит в определенные периоды беременности. На протяжении трех поколений эпигенетические изменения генов передаются от беременных матерей эмбриону и эмбриональным зародышевым клеткам, о чем свидетельствуют результаты исследования людей, родившихся после голландской «голодной зимы».
В настоящее время известен двухгенерационный эффект (эффект двух поколений), наследование без мутированных генов, более устойчивая эпигенетика. Барбара Макклинток охарактеризовала окраску кукурузных зерен как эпигенетические изменения. И уже тогда, когда она описывала этот эпигенетический эффект, кукурузные зерна продемонстрировали еще одно явление, которое проявляется не только в течение жизни, но и может передаваться нескольким поколениям. Это явление наблюдал канадский специалист по генетике растений Ройял Александр Бринк уже в 1956 г. и назвал его «парамутация». Это не было ни настоящей мутацией, ни эпигенетическими изменениями, сохраняющимися на протяжении жизни одного поколения. В настоящее время мы называем это явление трансгенерационным эффектом, поскольку оно влияет на несколько поколений.
Приведу пример: у мутировавших мышей на хвосте есть белые полоски. При спаривании таких мышей у потомства тоже появляются полоски, что противоречит законам наследования. Можно не скрещивать мышей, а пойти еще дальше: взять РНК у мышей с белыми хвостами и внутривенно ввести ее мышам с черными хвостами. Их потомство может иметь белые хвосты – это совершенно неожиданный результат. И все это достигается лишь при помощи кусочка РНК! Такая РНК называется piРНК, а ген – kit-геном. Этот ген известен исследователям онкогенов, его протоонкоген является рецептором тирозинкиназы стволовой клетки, сигнальной молекулы. Было показано, что сигнальная молекула, проходя через сперму, передается новому поколению. Кроме того, ее можно выделить из спермы. В 2006 г. это продемонстрировала Мину Рассулзадеган из Ниццы, мой друг и коллега, которая пыталась и до сих пор пытается убедить скептиков в том, что полученные ею удивительные результаты корректны. По ее оценкам, примерно 200 из 10 000 мышиных генов могли бы вести себя подобным образом. Влияет ли это главным образом на репродуктивную функцию? Мне интересно!
