Вирусы обладают способностью вставлять свою ДНК или РНК в молекулы ДНК клеток-хозяев. Эта способность вирусов используется в генной инженерии. Для переноса генов используются наиболее агрессивные вирусы, способные проникать практически в любые клетки. Предварительно с ними проводят определенную работу, изменяют их так, чтобы они стали бы безопасными и действовали бы исключительно в целях науки – доставляли бы в клетки нужные исследователям гены и обеспечивали бы их внедрение в молекулу ДНК. Генетикам же важно получить жизнеспособные клетки с пересаженными генами, которые могли бы размножаться, иначе вся затея с пересадками генов, именуемая по-научному трансгенезом, теряет весь смысл.
Практически все, что возможно в лабораторных условиях, вероятно и в реальной жизни. Почему бы вирусам не вставлять целиком свою нуклеиновую кислоту в хозяйские молекулы ДНК с таким расчетом, чтобы вирус (держитесь за стулья-кресла крепче и дышите ровно!) передавался по наследству при делении клеток? Вы представляете выгоду? Одна успешная операция по внедрению ДНК – и вечная (условно вечная!) жизнь. Пораженная вирусом клетка не погибает и не превращается в одноразовую фабрику по производству новых вирусов. Клетка становится фабрикой-праматерью, а вирус – естественной частью клетки. Кстати говоря, есть мнение, что многие клеточные органы (за исключением ядра, оболочки и цитоплазмы) возникли именно в результате такого стороннего внедрения чужеродной генетической информации.
И не надо думать, что третья стратегия не нанесет организмам-хозяевам вреда. Очень даже нанесет, проявится в виде различных болезней, причем болезней наследственных, лишенных явных признаков инфекционного процесса. Такая ползучая эпидемия может растянуться на несколько веков, и чем она закончится, это еще бабушка надвое сказала. Нельзя исключить такой фатальный вариант, как исчезновение человеческой популяции (простите автора, если он кого-то огорчил, но это была не злая шутка, а рассмотрение реальной научной гипотезы, имеющей под собой довольно твердую почву).
Для того чтобы вы представили всю опасность внедрения какого-то лишнего фрагмента в одну из молекул человеческой ДНК, надо совершить небольшую экскурсию в область генетики.
Самым распространенным и известным нарушением числа хромосом у человека является синдром Дауна, при котором к 21-й паре хромосом добавляется еще одна хромосома. Этот синдром получил название в честь впервые описавшего его в 1866 году английского врача Джона Дауна, но причина синдрома, связанная с врожденным изменением количества хромосом, была выявлена только в 1959 году.
На первый взгляд может показаться, что много – это не мало. Недостаток одной хромосомы может приводить к дефициту закодированных в ней белков, которые будут синтезироваться с одной матрицы ДНК вместо двух
[22]. Недостаток чего-то в организме всегда создает проблемы. Но лишняя молекула ДНК вроде бы не должна делать этого…
Вроде бы не должна, но создает, причем довольно крупные. Для синдрома Дауна характерно более 30 специфических признаков, проявляющихся с различной частотой. Начиная с умственной отсталости и заканчивая врожденным лейкозом – злокачественным заболеванием кроветворной системы.
Почему одна лишняя матрица для кодирования белков вызывает столь многочисленные и разнообразные отклонения от нормы? Дело в том, что наш организм, как и вообще любой живой организм, представляет собой тщательно сбалансированную систему. Баланс – основа нормальной жизнедеятельности, и любое его нарушение чревато негативными последствиями.
Каждая хромосома «обслуживается» комплексом белков и ферментов, которые обеспечивают считывание информации с молекулы ДНК для синтеза белков, ведь все признаки организма определяются конкретными белками, информация о которых записана в молекулах ДНК.
Давайте представим дом, в котором живут сорок шесть семей (по числу наших хромосом). У каждой семьи есть кухарка, которая готовит еду, и горничная, которая следит за порядком. А еще в доме живет дворник, который подметает двор и следит за тем, чтобы все коммуникации функционировали нормально.
Дом – это клеточное ядро, содержащее хромосомы.
В один несчастливый день алчный домовладелец вселяет в квартиру к дворнику еще одну семью. Невелика шишка дворник, он и в прихожей спать может или, скажем, в подвале, а лишние жильцы – это дополнительная прибыль. Кухарку и горничную новым жильцам домовладелец не нанимает, считая, что имеющаяся в доме прислуга может обслуживать дополнительную семью по очереди. В нагрузку к своим основным обязанностям, так сказать.
Знакомая ситуация, верно? У вас на работе тоже было нечто похожее. Кого-то из коллег уволили, а их обязанности распределили по оставшимся. Разумеется, без увеличения заработной платы, ведь увольняли для того, чтобы сэкономить.
Что получится в результате? Ежедневно какая-то из семей-старожилов будет страдать, потому что их прислуге придется работать на два фронта. Обслуживая две семьи вместо одной, и кухарка, и горничная будут выполнять свои обязанности кое-как, наспех. Завтрак запоздает, на обед вместо трех блюд будет подано два, а про ужин кухарка впопыхах может вообще забыть. Горничная вместо нормальной уборки ограничится сдуванием пыли с самых заметных мест и протиркой полов в центральных частях комнат. И так по кругу, каждый день в каком-то из семейств старожилов…
О том, каково придется новым жильцам, лучше вообще не думать. Их будут обслуживать плохо, поскольку для прислуги они являются обузой. Да и дворник будет постоянно высказывать им свое недовольство, а в знак протеста станет халатно относиться к своим обязанностям. В результате трубы в доме начнут протекать, в электропроводке часто будут случаться замыкания, чистый двор превратится в грязный… Бизнес алчного домовладельца может серьезно пострадать из-за подобной экономии.
Точно так же страдает жизнедеятельность всего организма из-за появления одной дополнительной хромосомы. Лишняя хромосома есть, а сил средств на ее обслуживание нет, и проигнорировать ее организм не может, потому что он на такое не запрограммирован. Всю имеющуюся информацию нужно считывать – и точка!
В результате возникает дисбаланс, начинаются сбои в передаче информации с молекул ДНК. Одни белки совсем не синтезируются, а другие синтезируются с ошибками, и весь этот непорядок приводит к тому, что организм развивается и функционирует не так, как положено.
ДНК или РНК вируса – это, по сути, та же лишняя хромосома, дополнительный генетический материал, на полноценное обслуживание которого у организма нет ресурсов. Вирус организму-хозяину эти ресурсы не обеспечит, нет у него возможности полностью «перепрограммировать» работу по считыванию информации с молекул ДНК. Он только добавит проблем, не более того.
Патогенность возбудителя при третьем типе стратегии никуда не денется, она всего лишь «замаскируется». Нельзя сказать, что вставка (прочная вставка!) РНК или ДНК вируса в молекулу ДНК организма-хозяина, не нанесет хозяину вреда.
