Амебы обычно «поглощают» вирусы и переваривают их. Исключение составляют гигантские вирусы, которые прячутся в отдельной полости («фабрика» по производству вирусов или ядро). Амебы относятся к циркулирующим в человеке макрофагам, фагоцитам нашей иммунной системы – это подвижные клетки, мигрирующие по организму и выполняющие функции охранников, которые выискивают патогены и уничтожают их в специальных органеллах – лизосомах. Они наполнены ферментами для переваривания, собирают все шлаки в организме, например остатки клеток, бактерий и архей, и, кроме того, способны проглатывать частицы золота. Последняя способность полезна для выявления макрофагов при проведении электронной микроскопии. Разнообразие способов поглощения «пищи» делает их «сосудом» для смешивания всех видов генов. Возможно, это объясняет, почему крупнейшие клетки являются прибежищем для крупнейших вирусов. Амебы обитают только в проточной воде в стояках водяного охлаждения и кондиционерах, а также в воде из-под крана. Большинство из них безвредны, хотя и инфицированы такими бактериями, как Legionella. В этом случае они могут оказаться очень опасными, если распространяются с мелкими каплями при принятии душа, в освежителях помещений или джакузи! Вид амеб Entamoeba histolytica является возбудителем амебной диареи (или амебиаза), которая представляет опасность и даже может вызвать эпидемию, особенно если не обеспечивается надлежащее разделение питьевой и сточной воды, как это происходит в развивающихся африканских и азиатских странах. Однажды во время долгого путешествия мой отец заболел амебиазом. О случаях данного заболевания необходимо сообщать в соответствующие органы здравоохранения, и его медицинский пункт уже чуть было не закрыли. Но, несмотря на большое количество видов, амеба Acanthamoebae – хозяин гигантских вирусов, не является возбудителем каких бы то ни было известных заболеваний.
Видят ли вирусы?
Это глупый вопрос? Нормально ли вообще задавать такой вопрос применительно к водорослям и амебам? Разве у них есть глаза? Что им нужно для того, чтобы видеть? Никто не относится к этому вопросу серьезно! Однако вирусы действительно оснащены геном, который, как известно, необходим, чтобы видеть. Несмотря на отсутствие у вирусов линз и головного мозга, они должны уметь распознавать предметы, поскольку реагируют на свет и побуждают своего хозяина плыть к свету. Как вирусы управляют своей клеткой-хозяином, не известно. Гигантские вирусы – планктонные ДНК-содержащие вирусы (Phycodnaviruses) – активируют хозяина, одноклеточные эукариотические водоросли. Гигантские вирусы амеб могут побуждать своего хозяина двигаться. Гигантские вирусы несут в себе предшественника цветового рецептора – протеородопсин. Это так называемый рецептор-с-семью-трансмембранными-доменами (7ТМ-рецептор), широко распространенный сигнальный трансдуктор, который сворачивается в мембране семью спиралями. У человека этот рецептор используется для передачи световых сигналов. Однако у гигантских вирусов произошла точечная мутация в третьей спирали, которая позволяет принимать свет, но дальнейшей передачи сигнала не происходит. Ничего удивительного в этом нет, ведь сигналам как будто и идти некуда. Квант света активирует вирус, а вирус побуждает хозяина плыть на свет, на поверхность моря, где можно ожидать обилия пищи. Такой механизм называется фототаксисом. Он не только дает преимущества хозяину, но и вполне согласуется с принципом производства вируса, обеспечивая получение максимального потомства – чем более благополучен хозяин, тем лучше для вируса. Предпочтение отдается зеленому цвету – исследователи выяснили даже это. Объясняется ли это цветом планктона, обещающего обилие пищи? Этот ген представляет собой сочетание родственных между собой генов, и 30% данного гена аналогично хорошо известному родопсиновому гену белков, протистов, дрожжей и других эукариотов, включая человека. В природе у живых существ могут быть удивительные «глаза», например в виде черных маленьких точек у основания щупалец, которые являются предшественниками глаз. Пять видов вирусов имеют предшественников родопсина, поэтому такие вирусы вовсе не редкость. Откуда же появился ген протоглаза? Передался ли он от вируса к хозяину или наоборот? Имела ли место коэволюция с вирусами? Неизвестно.
По мнению известного специалиста по изучению глаз Уолтера Геринга из Базеля (Швейцария), который занимался исследованием эволюции глаз, все разнообразие типов глаз было изобретено природой всего за один раз. В 2012 г. он опубликовал в одном из журналов 50 красочных картинок глаз в рамках дебатов по вопросу возможности общего происхождения такого многообразия структур. Чтобы продемонстрировать автономность гена, он даже поместил глаз на лапку плодовой мушки Drosophila, используя некоторые молекулярные хитрости. Получившиеся гибридные мухи выглядели устрашающе и напугали людей – «ужасающие монстры, результаты генной инженерии»; возможно, это стоило ему Нобелевской премии. Геринг никогда не слышал о глазах у вируса. Когда он услышал мой доклад на эту тему на одном из семинаров в Клостерсе (Швейцария), то, по его словам, был удивлен и подумал, что это проблематика могла бы стать новой темой исследований. Я дала ему статью Евгения Кунина, и Геринг, забыв об ужине, стал ее читать.
Археи любят соленую и горячую среду
В некоторых регионах нашей планеты очень жарко, очень темно или очень холодно, есть места, где много соли, есть – с повышенной кислотностью или, наоборот, слишком щелочные. В таких экстремальных условиях живут «экстремофилы». Они выдерживают температуру воды до 150 °С на большой глубине под высоким давлением, переносят воздействие сильных кислот при pH =2 и могут пребывать в сильнощелочной среде при pH =12 или в условиях высокой концентрации соли в соляных озерах. Даже в условиях вечной мерзлоты и в образцах, полученных при бурении глубоких слоев почвы, – там, где никто не мог бы ожидать наличие живых организмов, – можно обнаружить живые экстремофилы. Естественно было бы предполагать, что в таких условиях жизнь невозможна. Вопрос о границе между жизнью и смертью к экстремофилам не относится, как это обсуждалось применительно к вирусам, поскольку эти микроорганизмы действительно живые, способны к метаболизму в совершенно непредсказуемых условиях и используют необычные источники энергии: например, они забирают свободные электроны из электродов и используют их для окислительно-восстановительных реакций, примерно как дети-сладкоежки лижут мороженое. А еще существуют соляные кристаллы, обладающие гигроскопичностью, которые забирают влагу из воздуха, из тумана в регионах планеты, где 200 млн лет не было дождей, например в пустыне Атакама в Южной Америке. И тем не менее клетки живут внутри соляных кристаллов в маленьких «жидких включениях», мелких капельках. Некоторые из этих архей, представленных в Американском музее естественной истории в Нью-Йорке, «оживили» после 34 000 лет. Это побудило мечтателей, кинопродюсеров и специалистов НАСА предложить – и даже надеяться, – что на Марсе и на других планетах может быть жизнь. И действительно, в породе марсианских гор обнаружили жидкие включения.
