Откуда берутся вирусы и можно ли создать их своими руками?

Происхождение вирусов — предмет горячих споров. Ученые до сих пор не знают, как они появились на свет. Тем не менее вокруг нерешенной загадки витает множество перспективных домыслов. Рассказываем, какие существуют гипотезы и может ли человек создать вирус своими руками.

Согласно этой идее, вирусы намного проще клетки, поэтому они должны были эволюционировать первыми. Другими словами, предки современных вирусов предоставили сырье для развития клеточной жизни. Если взглянуть на гены вируса и сравнить их генетическую последовательность с данными о клеточной жизни, появится несоответствие, которое предполагает, что вирусы это не более простая версия клеточной жизни. Скорее, это нечто совершенно иное, что, возможно, предшествовало появлению клеток.

Ученые, опирающиеся на эту гипотезу, также предполагают, что существовала некая древняя виросфера, из которой произошли все вирусы мира. Однако некоторые отвергают это предположение из-за одной важной особенности. Согласно классическому определению вирусов, для репликации им нужна клетка-хозяин. Но как в таком случае выжили вирусы еще до появления клеточной жизни?

Вторая модель предполагает, что когда-то вирусы были маленькими клетками, которые паразитировали на более крупных. Со временем гены, не нужные для паразитизма, были утеряны.

Открытие гигантских вирусов, которые имели сходный генетический материал с паразитическими бактериями, поддержало эту идею. Но чего гипотеза не может объяснить, так это то, почему мельчайшие клеточные паразиты совсем не похожи на вирусы.

Эта гипотеза говорит о том, что вирусы произошли от фрагментов РНК или ДНК, которые ускользнули от генов более крупных организмов. Например, бактериофаги произошли из фрагментов бактериального генетического материала, а эукариотические вирусы — из частей генетического материала таких эукариот, как люди.

Однако, согласно этой модели, можно было бы ожидать, что вирусные белки будут иметь больше общих качеств со своими хозяевами. Но это совсем не так. Эта гипотеза также не объясняет уникальную структуру вирусов, не встречающуюся в клетках.

Некоторые недавние открытия гигантских вирусов еще больше усложнили вопрос об их происхождении и бросили вызов многим классическим определениям того, что делает вирус и что он собой представляет.

И да, и нет.

В недавнем видеоподкасте мы поговорили с Константином Севериновым, специалистом в области молекулярной биологии. По его словам, вирус — это молекула ДНК или РНК, которая запакована в белковую оболочку.

Самый простой путь, чтобы заставить вирус работать, — это найти клетку-хозяина и внедрить в нее ДНК или РНК вируса. Компоненты клетки будут считывать вирусные последовательности, которые синтезировал ученый, и приступят к работе, создавая настоящие вирусные частицы. Для этого способа не потребуется воссоздавать «живую» часть (то есть все клеточные материалы), чтобы подтолкнуть вирус к действиям. Другими словами, как утверждает Северинов, если у клетки забрать ее собственную ДНК и ввести чужую (вирусную), то она заработает. В то же время невозможно улучшить вирус, чтобы он приобрел интересные человеку свойства.

Создать вирус с нуля намного сложнее. Сможет помочь наличие его шаблонного генома. Этот путь зависит от огромного количества знаний и, возможно, огромной вычислительной мощности для прогнозирования материала, который будет изготовлен, и его взаимодействия с клеткой-хозяином. Пока что ученым неподвластен этот непростой шаг.

━━━━━

Анастасия Дегтярева