Польза вирусов.

Польза вирусов.

Вирус – очень странная штука. В принципе, вирусы не признаются живыми, потому что у них нет обмена веществ. Некоторые вирусы можно кристаллизовать и получить вполне привлекательный на вид камушек. С другой стороны, они несомненно имеют отношение к жизни, как к явлению. Для размножения вирус использует живые клетки. Он имеет генетическую информацию, которая позволяет ему воспроизводиться. Вирус можно было бы назвать биохимической машиной. А некоторые вирусы (бактериофаги) имеют подвижные части, которые придают им ещё больше сходства с механизмом. Каким образом вирусы образовались, каким образом эволюционировали и приобрели свою специализацию (каждый вирус поражает строго одну разновидность клеток), совершенно неизвестно. Даже странно, что их не приводят в качестве аргумента в пользу сознательного творения. Вероятно, это связано с их плохой репутацией – вирус есть синоним болезни и страдания.

Но эта статья будет посвящена случаям, когда вирусы приносят (или способны принести) ту или иную пользу.

1. Голубые яйца.

Не пугайтесь, речь идёт о куриных яйцах. Видите ли, на свете есть породы домашних кур (в Андах – порода Мапуче и в Китае – порода Дунсян), которые несут не белые и не коричнивые, а голубые или зелёные яйца. Ответственен за это ретровирус EAV-HP, который поражает яичники только указанных видов кур. Вызванное вирусом изменение генетического кода приводит к изменению обмена веществ и отложению в скорлупе яиц вещества под названием биливердин, которое и изменяет окраску.

Возможно, читателям существование разноцветных куриных яиц и не покажется такой уж пользой. Но необычные яйца, будучи экзотикой, стоят дороже.

1. Пёстрые тюльпаны.

«Нормальные» тюльпаны монохромны. Но уже с незапямятных времён тюльпаны иногда поражаются вирусом, который так и назвали – «вирус пёстролистости тюльпанов». Он относится к весьма общирному семейству мозаичных вирусов. Такие пёстролистные тюльпаны специально разводились, а в Голландии 17 века они породили настоящий ажиотаж. Уже в те времена было замечено, что потомки пёстролистных тюльпанов постепенно теряют это свойство. С другой стороны, луковицы нормальных тюльпанов приобретали свойство пёстролистности, если им делали прививку пёстролистной луковицы.

1. Генератор электричества.

Надеюсь, мои читатели знают, что такое пьезоэлектрический эффект. Некоторые кристаллы (чаще всего кварц) под давлением производят электричество. Бактериофаг М-13 представляет собой этакую протеиновую трубочку, специализируется на кишечной палочке (Escherichia coli) и поддаётся кристаллизации. В лаборатории Беркли установили, что тонкоплёночные покрытия вируса М-13, в которых он кристаллизован в виде перпендикулярных основе волокн, обладают пьезолектрическим эффектом. Под давлением пальца плёнка создаёт достаточно электричества для работы жидкокристаллического экрана. Т.е. вполне возможно, что в скорости мобильные телефоны не будут нуждаться в аккумуляторе. Или, покрайней мере, заряда будкт хватать на много дольше.

1. Аккумулятор.

Тот же бактериофаг М-13, только генноманипулированный, может быть использован и в аккумуляторах. В работе, выполненной в Массачусетском Институте Технологий, изменению подверглись 2 гена. Одно изменение привело к тому, что вдоль протеиновой «рубашки» вируса появились наночастицы из сульфата железа. А другое позволило вирусам образовывать угреродные нанотрубки, создавая таким образом проводящую среду из миллионов вирусов. На испытаниях батарея на вирусах М-13 весом в 10 грамм питала iPod в течении 40 часов.

Вирус М-13 был использован так же и в автомобильных батареях, хотя и косвенно. На его основе были получены нанотрубки из окисла марганца, которые, будучи добавлены в обычный литиевый аккумулятор, многократно увеличили его ёмкость, за счёт колоссального увеличения внутренней поверхности.

1. Лекарство.

Способность вирусов поражать только определённые клетки исключительно интересна для онкологов. Нужно сказать, что пока исследования находятся в самой начальной стадии.

Пока что удалось модифицировать вирус герпеса HSV-1 таким образом, что бы тот поражал клетки меланомы. Это неплохо работает в пробирке, но в реальной жизни лекарство, созданное на этой основе, продлевает жизнь может на 6 месяцев. Пока.

1. Защита.

Заболевание под названием «цитрусовая зелень» вызывается бактериями, разносимыми насекомыми. А заболевание «цитрусовая тристеза» вызывается вирусами. В университете Флориды вирус тристезы модифицировали таким образом, что тот стал поражать возбудитель цитрусовой зелени. Для этого взяли ген от шпината, ответственный за его естественную устойчивость к бактериальным заболеваниям. Т.е. вирус в данном случае не поражает бактерии как вирус, а убивает их как специфический яд. Он всё ещё размножается в клетках цитруса. Ветки, зараженные модифицированным вирусом планируется прививать на деревья, для защиты плантаций.

Честно, бороться с одной болезнью, распространяя другую (пусть и генноизменённую) представляется мне достаточно спорной идеей.

1. Противоядие.

Листериоз хотя и не распространённая (1600 случаев в год), но смертельная болезнь, вызываемая бактерией под названием Листерия. Она обитает в почве и чаще всего она попадает в организм с пищей (ещё одна причина мыть продукты перед употреблением). В 2006 году было выпущено эффективное лекарство, основанное на культуре вируса, убивающего Листерий.

Тот же вирус (он является собственностью компании, выпускающей лекарство), только модифицированный, используется для лечения пищевых отравлений, связанных с кишечной палочкой (Escherichia coli). Escherichia coli ответственна за 80% случаев диарреи, от которой в год умирает до 2 млн. человек, в основном дети до 3 лет.

1. Вакцина.

Вообще то вакцина (по крайней мере некоторые из вакцин) и есть вирусные препараты. Только изготовлены они из убитых или ослабленных вирусов. В 2011 году впервые была опробована вакцина, созданная из живых генноизменённых вирусов. Речь шла о ВИЧ, так что считалось, что для лечения все средства хороши. Был создана аналог вируса ВИЧ, который назвали Терапевтической Вмешивающейся Частицей (therapeutic interfering particle, TIP). Идея заключалась в том, что безвредный TIP будет «занимать» клетки раньше, чем это сделает ВИЧ и тем самым препятствует его распространению.

В 2016 сходная идея была осуществлена с вирусом гепатита С, для подавления распространения которого был выбран риновирус, обычно вызывающий простудные заболевания.

1. Эволюция.

Одно из самых интересных свойств вирусов – это их способность переносить гены между организмами. Заражая один организм, вирус при размножении может прихватить с собой часть генокода хозяина. И когда он заражает другой организм (часто совершенно другого вида), он может оставить этот генокод в нём. Тогда этот привнесённый генокод становится частью наследственности другого организма. Особенно это касается обмена генокодами между бактериями. Некоторые виды вирусок, кажется, буквально созданы для того, что бы переносить информацию, настолько часто они это делают и настолько разные части генокода они переносят. Влияние этого фактора на эволюцию и приспособляемость изучена очень мало. Однако, в некоторых случаюх удаётся отличить привесённый генокод от родного, даже если это «привнесение» произошло тысячи поколений назад.

Во всяком случае в 2000 году исследовательская группа из бостона обнаружила в клетках, покрывающих плаценту человека, генокод, явно привнесённый вирусным путём. Вирус, известный под названием HERV-K «встроился» в генокод плацентарной оболочки примерно 20.000 лет назад. В настоящий момент эта клеточная плёнка играет большую роль в абсорбции зародышем питательных элементов из организма матери. Определение удалось в значительной степени именно из за «недавности» внедрения вируса в генокод человека – это самый «свежий» известный случай такого рода.