От картофеля к печени.

После столь углубленного экскурса в историю, может быть, стоило бы немного расслабиться и поговорить о еде. Как упоминалось ранее, во многих растениях есть вироиды, способные вызывать болезни. Они присутствуют в продуктах питания и вредят здоровью человека. Но они не встречаются в организме человека – так думали люди. Однако один вироид все же остался. Никто не понял, откуда он появился. Существует вироид веретеновидности клубней картофеля (PSTVd). Возможно, он присутствовал в каком-нибудь блюде из картофеля или это были вироиды, содержащиеся в огурцах или помидорах.

В итоге он оказался в печени вместо того, чтобы продвигаться по желудочно-кишечному тракту и выйти из организма с калом. Считается, что вироиды для человека совершенно безвредны – за исключением этого. РНК вироида, должно быть, удивительным образом получила доступ к печени вместо того, чтобы попасть в кишечник. Она стала вирусом гепатита дельта (HDV). Джон Тейлор из Онкологического центра Фокс Чейз (Филадельфия, США) исследовал происхождение этого вируса и предположил указанный способ его попадания в организм. Когда это произошло? Несколько сот лет назад? Ответ на этот вопрос не вполне ясен. HDV – каталитически активный «молотоголовый» (hummer-head) рибозим, у которого РНК может присоединиться – по крайней мере теоретически – в виде «головки молота». РНК находится в белковой упаковке. Эта оболочка принадлежит другому печеночному вирусу, а именно вирусу гепатита В (HBV). Таким образом, оболочка позаимствована, а не самозакодирована, как и у всех других вироидов, которые являются некодируемыми нкРНК. После того как эти вирусы встречаются, они вместе реплицируются в печени. Тогда HBV отдает HDV часть своих молекул белковой оболочки, как святой Мартин из известной христианской легенды, который разорвал пополам свой плащ, чтобы поделиться им с нищим, – сюжет, присутствующий в росписях многих готических храмов, например Базельского кафедрального собора. Это имеет важные последствия: оболочечный вирус может образовывать частицы и покидать клетки печени, инфицируя другие клетки и даже других людей, а не просто ограничиваться перемещением внутри растений! Если человек заражен этими двумя печеночными вирусами – HDV и HBV одновременно, последствием может стать серьезное печеночное заболевание и рак с показателем смертности 20%. Такая комбинация часто ассоциируется с ВИЧ, и в этом случае риск для пациента повышается. В Германии ежегодно отмечается 18 таких случаев. К счастью, это низкий показатель, что, возможно, является результатом широкого распространения вакцинации от вируса гепатита В среди населения. Исследования рибозимов, похожих на гепатит D, свидетельствуют о наличии родственных связей с бактериями, вирусами насекомых и дрожжей, помимо растений. Однако второй HDV-подобный рибозим в организме человека так и не был обнаружен. Какова функция этих рибозимов? По крайней мере это единственный подобный вироид у человека, и это хорошая новость, поскольку нам не придется отказываться от «полезных» овощей.

Вокруг существует очень мало других редких типов вироидов, например один ретровироид, обнаруженный не в печени, а в цветах гвоздики. Он называется малым вироидом гвоздики (Carnation Small Viroid, CarSV). Источником обратной транскриптазы является параретровирус гвоздики – вирус растений, который копирует рибозим в ДНК. Он патогенен для цветов – следует помнить, что вирусы обнаруживают именно при проявлении болезней. Возможно, здесь присутствовал коммерческий интерес лиц, занимающихся промышленным выращиванием гвоздики, которые хотели избавиться от болезненных гвоздик и обнаружили этот странный вирус. Цветочный вироид лишился своей каталитической активности и более был не способен расщеплять РНК. Это вовсе не редкое явление для вироидов. В зависимости от условий среды они становятся «ленивыми» (теряют каталитическую активность), но нуждаются в помощи. В цветах так же, как и в печени, происходит своего рода синергия между двумя вирусами, например вироидом и ретровирусом (в одном случае они делят одну оболочку и обратную транскриптазу – в другом). Почему? В мире вирусов, как и в биологии в целом, все развивается методом проб и ошибок. Синергизм, или мутуализм, или социальное поведение, или симбиоз – очень успешные стратегии для всех живых организмов, включая вирусы.

На конгрессах я спрашивала у своих коллег, знают ли они что-нибудь о ретрофагах. Я думаю, они должны были существовать и даже в большом количестве до того, как в процессе эволюции развились все ДНК-содержащие фаги, видимо, из РНК и ретровирусных посредников. Если существуют ретровироиды, почему бы не существовать ретрофагам? Мне удалось найти один (!) такой ретрофаг, известный молодым мамам и сопровождающий бактерии, вызывающие коклюш, – Bordetella pertussis. Этот микроб инфицирует маленьких детей, вызывая страх у их матерей. У ретрофага даже нет названия! Обратная транскриптаза, работа которой, как известно, подвержена ошибкам, позволяет фагам найти нового хозяина (она оказывает мутирующий эффект на ген, ответственный за выбор бактерии-хозяина; это явление называется тропизмом или диапазоном хозяев; MDT – ген основного детерминанта тропизма).

Этот пример заслуживает упоминания, потому что показывает, как вирусы находят нового хозяина: это происходит из-за ошибок, «неверности» и «разгильдяйства» обратной транскриптазы. Это хорошо известный факт в отношении ВИЧ – он «убегает» из одного типа клетки, где обосновался на начальном этапе инфицирования, в другую клетку на поздних этапах (клетки с рецепторами CCR5 и CXCR4) и мутирует быстрее, чем на это может отреагировать иммунная система.

Вирусы являются двигателями эволюции, так же как и фаги бактерий. Вирусы и фаги – родственники. Рискованно ли предположить, что ДНК-фаги когда-то «начинались» как РНК-фаги? В главе 12 этот вопрос рассматривается, исходя из скорости репликации. А потом – и случилось это очень давно – РНК-содержащие фаги или ретрофаги устарели! Но матерям кашляющих детей все эти «сказки» о ретрофагах, к сожалению, мало полезны.