Коронавирус SARS-Cov-2, вызывающий инфекционное заболевание COVID-19, во многих отношениях до сих пор плохо изучен просто потому, что появился в человеческой популяции всего несколько месяцев назад. Человечество еще многого не знает об особенностях его эпидемиологического "поведения" – какова летальность вируса, сколько на самом деле есть бессимптомных его носителей, как повлияет на его распространение смена сезонов. Но это не значит, что мы совершенно слепы: генетический паспорт вируса SARS-CoV-2, его геном, был расшифрован уже в первые недели после начала эпидемии. Благодаря этому могут работать те, кто находится на научном фронте борьбы с пандемией: разработчики лекарств и вакцин.
Геном вируса изучает и более фундаментальная наука – за мутациями нового коронавируса буквально в режиме реального времени следят биоинформатики и другие ученые, которые могут сказать, откуда к человеку пришел новый опасный патоген, а со временем разберутся и в том, куда собирается завести его эволюция.
«Никто не может сказать, что этого вируса не будет через полгода». Вирусолог – о COVID-19
Российский биоинформатик Михаил Гельфанд, профессор, доктор биологических наук, руководитель биотехнологической программы "Сколкова" и заведующий центром "Биоинформатика" Института проблем передачи информации РАН, рассказал Радио Свобода, почему ученые уверены, что SARS-CoV-2 не был создан искусственно, насколько часто он мутирует, стоит ли надеяться, что эволюция сделает его менее опасным, и о том, чем конспирологические теории похожи на вирусы.
– Человечество в самом деле умеет создавать искусственные вирусы?
– Вопрос в том, что вы называете искусственным вирусом. Создать вирус практически с нуля, по конкретному техническому заданию – вот давайте-ка я придумаю такой вирус, который будет заражать воробьев, а синиц заражать не будет, а еще будет заражать человека и южноамериканских ленивцев – такого мы не умеем. Но, вообще говоря, мы умеем комбинировать геномы родственных вирусов – именно родственных, а не каких взбредет в голову. Можно брать белки, которые выполняют примерно одну и ту же функцию в разных вирусах, и переставлять гены, которые эти белки кодируют, из одного вируса в другой. Именно это и было сделано в работе 2015 года, опубликованной в Nature Medicine, за которую конспирологи одно время цеплялись: взяли модельный коронавирус, который заражал лабораторных мышей, давно жил в лаборатории, с ним было легко работать, и в нем заменили ген на аналогичный ген из коронавируса дикой летучей мыши. Эксперимент показал, что тот комбинированный вирус способен заражать лабораторных мышей и культуры клеток человека. То есть, действительно, есть реальная опасность от вирусов летучих мышей, которые живут в диких популяциях. Это была важная работа именно об опасности такого сценария, но поскольку сделана она была в Ухане (поправка: в действительности, работа была сделана в университете Северной Каролины, США, под руководством Ральфа Бэрика, но при участии исследователей из Уханьского института вирусологии, где выделяли геном вируса летучей мыши - РС), сейчас вокруг нее родилась масса конспирологических теорий. Потом люди просто посмотрели внимательно на геномы нынешнего вируса и вируса из той работы и убедились, что между ними мало общего – они не более чем далекие родственники, как и все коронавирусы.
– То есть искусственный вирус на нынешнем уровне развития биотехнологий – это такая грубая мозаика, здесь кусок от одного вируса, здесь от другого, причем похожего?
– Есть два основных способа работать. Первый способ – составлять мозаику. У нас есть вирусы с известными свойствами, и мы из них составляем вирус, который комбинирует эти свойства. Это будет пазл, это будет сразу заметно, это будет как чудище Франкенштейна, будет видно, что у него одна рука одного цвета, другая рука другого цвета, глаза разноцветные. Второй способ – это делать точечные изменения, менять в геноме по одной букве и смотреть, что получится, какие свойства будут у вируса. Но с точечными изменениями проблема в следующем. Когда мы комбинируем гены с известными свойствами, мы примерно понимаем, что может получиться. Но мы не знаем, какие точечные изменения приводят к каким последствиям, таких опытов никто не ставит, потому что это очень дорогой и очень тяжелый опыт – точечно изменить один нуклеотид в вирусе. Большинство этих замен абсолютно ни к чему не приведут, ни к каким новым свойствам, они просто будут нейтральны, последствия остальных мы не можем предсказать. Если мы хотим этим методом сделать вирус с какими-то конкретными свойствами, то мы не знаем, какие точечные замены надо сделать, чтобы эти свойства получить.
Россия и теории заговора о коронавирусе. Что общего?
Когда мы предполагаем, что какой-то вирус создан искусственно, может быть две гипотезы. Либо гипотеза этакого "верховного генного инженера", который сидит и ножничками разрезает и склеивает, – в нашем случае она не работает, потому что мы бы сразу опознали в геноме детали этого монстра. Вторая гипотеза – это гипотеза генного инженера, который сидит и часовой отверточкой тыкает в отдельные буковки, но эта гипотеза не работает потому, что нет настолько великого биолога, который знал бы, куда надо ткнуть.
– Это "тыкание" потребовало бы слишком много времени? Слишком много ресурсов?
– Скорее слишком хорошего понимания, которого у нас нет. В новом коронавирусе 30 тысяч нуклеотидов, и каждый из них потрогать отверткой – это немыслимая работа. Не говоря уже о том, что, чтобы получить новые свойства, нужно менять не по одной буковке, а какими-то группами, и никто не знает, какими именно. Мы не знаем, но природному процессу это никак не мешает. Коронавирусы в природе часто рекомбинируют, если два вируса встречаются в одном организме. Если говорить несерьезно – летучая мышь съела панголина, или панголин съел летучую мышь, или они оба чихнули на пробегающего мимо ежа, словом, если два вируса оказались в одной клетке, то в потомстве может получиться комбинации этих вирусов. Когда мы смотрим на геном такого химерного вируса, мы видим следы этой комбинации. Грубо говоря, у первой половины вируса одна эволюционная история, а у другой – другая, значит, он химерный. Это, в принципе, событие крайне редкое даже в природе, но на больших эволюционных отрезках времени оно случается и следы этих событий мы видим. А вот если ты сидишь в лаборатории и задумчиво ждешь, когда у тебя такая химера получится в пробирке, то лучше не стоит, ты раньше подохнешь, причем от старости, а не от вируса.
– Нынешний SARS-CoV-2 как раз такой, химерный – результат случайной комбинации других вирусов?
– Похоже, что таковы все коронавирусы, у каждого в истории была такая комбинация. Это тот же самый процесс, который происходит при половом размножении. Почему в ребенке комбинируются черты всех бабушек и всех дедушек? Потому что хромосомы меняются своими фрагментами. Отдельный вопрос – как это случается молекулярно-биологически, в вирусах другой процесс, не тот, который в наших хромосомах, но идеология та же самая: у вас из двух организмов получается потомство, которое комбинирует черты и того, и другого. Понятно, что так бывает при половом размножении, собственно, затем оно и нужно, но то же самое бывает у бактерий и у вирусов, это та же самая рекомбинация, эволюционная основа та же самая.
– Эта естественная рекомбинация отличается от той рекомбинации, которую можно сделать с помощью генной инженерии, если смотреть на геном? Это ведь тот же самый монстр Франкенштейна, только созданный природой?
– Нет, на вид ничем не отличается. "На краях" при искусственной, генно-инженерной рекомбинации еще могут оставаться какие-то "шрамы", но в принципе, не отличается ничем. Кроме того, что химерный вирус в природе продолжает все время мутировать, меняться, и по тому, как его генетическая последовательность успела измениться, мы понимаем, что это событие случилось не недавно, а в относительно далеком прошлом.
– То есть в случае SARS-CoV-2 мы видим, что он сам по себе состоит из кусков других вирусов, но после того, как эта комбинация сформировалась, она успела в ней какое-то время пожить и эволюционировать в природе?
Зачем выдумывать безумный сценарий кино про Джеймса Бонда, если за вас все уже сделал дедушка Дарвин?
– Там интересная история! В этом вирусе, действительно, есть фрагмент вируса панголина, но это не тот вирус панголина, который мы знаем сейчас, это какой-то более старый вариант вируса панголина, то есть рекомбинация случилась какое-то время назад. Тут, конечно, сторонники теорий заговоров могут сказать, что где-то в тайном подвале сидят панголины, которых мучают злые китайские ученые и выделяют из них вирусы… Придумать дикий, неправдоподобный сценарий такого рода можно под любую генетическую последовательность. Но принцип бритвы Оккама говорит нам, что есть простой природный процесс, который приводит к тому же результату. Зачем выдумывать безумный сценарий кино про Джеймса Бонда, если за вас все уже сделал дедушка Дарвин?
«Каждая смена – это война». Рассказы медиков о коронавирусе в Италии
– Я все-таки спрошу как раз о таком сценарии: что, если какая-то лабораторная искусственная комбинация вирусов не сейчас, а лет десять назад утекла в естественную среду и там сама по себе эволюционировала – мы ведь сейчас не сможем отличить ее от природной?
– Да, но насколько это правдоподобная история? Допустим, 10 лет назад сделали вирус, потом у молодого ученого случился инфаркт, потому что на него наорал профессор, ученый упал, уронил пробирку, пролетала летучая мышь, полизала то, что пролилось, и этот вирус радостно запрыгнул в летучих мышей… Что, кстати, уже сомнительно, потому что если этот вирус создавали против человека, то в летучей мыши он будет жить плохо. Но допустим, он как-то там выжил, десять лет скрывался среди летучих мышей, потом прилетел на рынок и там его сожрали. Как я уже сказал, такого рода дикую историю, совершенно невероятную, можно придумать под любую генетическую последовательность. Но зачем? Смотрите, первые конспирологические теории про SARS-CoV-2 были очень простыми: китайские ученые состряпали вирус, он утек из лаборатории, вот и статья 2015 года нашлась с чистосердечным признанием. Это моментально проверили, и это не тот вирус. Была теория, что в вирусе якобы заметны фрагменты вируса иммунодефицита человека и поэтому он такой злой. Это была статья индийских ученых, которая вышла в виде препринта и потом так и не была опубликована. Я ее даю своим студентам в качестве домашнего задания – чтобы объяснили, в чем там ошибка, и мои студенты легко справляются (объяснение заключается в том, что обнаруженные в геноме SARS-Cov-2 участки последовательности ВИЧ настолько малы и неспецифичны, что могли бы принадлежать любому из огромного числа организмов. – Прим. РС).
Теория заговора сама мутирует, как вирус
Данных становится больше, простые заговоры все опровергнуты, теперь приходится придумывать все более затейливый заговор. Теория заговора сама мутирует, как вирус, и какие-то теории отсеиваются естественным отбором, убиваются иммунитетом в виде ученых, другие видоизменяются, и тогда приходят следующие ученые. Чудесная чешская ученая Соня Пекова, которая в интервью опять заговорила об искусственности вируса, – это такая очередная итерация. Через две недели кто-нибудь придумает что-нибудь еще. Тут очень важно, чтобы иммунная система – то есть наука – справилась с вирусом конспирологии. Если справится – организм выздоровел. Если наука не справилась с новой теорией заговора, будет как в Британии, где жгут вышки сети 5G, потому что они якобы распространяют коронавирус. Иммунитет науки не сработал – и вот реальный вред организму.
Автор: Сергей Добрынин
Будьте здоровы :)
