Фрэнк Райан - Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза

• Название: Виролюция. Важнейшая книга об эволюции после «Эгоистичного гена» Ричарда Докинза
• Автор: Фрэнк Райан
• Издательство: Ломоносовъ
• Жанр: Биология
• Год: 2014
• ISBN: 978-5-91678-143-4

Основная идея этой книги шокирует. Все живое на планете, в том числе люди, живут в симбиозе с вирусами, эволюционируют вместе с ними и благодаря им… выживают. Первая реакция читателя: этого не может быть! Но, оказывается, может… Вирусы, их производные и тесно связанные с ними структуры составляют как минимум сорок три процента человеческого генома, что заставляет сделать вывод: естественный отбор у человека и его предков происходил в партнерстве с сотнями вирусов. Но как вирусы встроились в человеческий геном? Как естественный отбор работает на уровне вирус-носитель? Как взаимодействуют движущие силы эволюции — мутации, симбиогенез, гибридизация и эпигенетика? Об этом — логичный, обоснованный научно и подкрепленный экспериментальными данными рассказ Фрэнка Райана.

Книга изготовлена в соответствии с Федеральным законом от 29 декабря 2010 г. № 436-ФЗ, ст. 1, п. 2, пп. 3. Возрастных ограничений нет

---

Когда жарким сентябрьским днем 1994 года я приехал в нью-йоркский университет Рокфеллера, чтобы взять интервью у его знаменитого ректора, лауреата Нобелевской премии Джошуа Ледерберга, я считал: мне очень крупно повезло. Джошуа Ледерберг — едва ли не самый занятый из всех людей, с кем мне доводилось встречаться. И вот он согласился побеседовать со мной! Произошедшая двумя месяцами ранее встреча с Терри Йетсом радикально изменила мой взгляд на вирусы. По возвращении в Англию я принялся лихорадочно поглощать литературу по новому предмету. Я задался вопросом: а вдруг новые пандемии, включая СПИД, могут быть истолкованы как явления эволюционной природы?

Я прибыл на интервью раньше времени и решил прогуляться по Йорк-авеню до 68-й улицы, свернул у реки близ внушительного здания Нью-Йоркского госпиталя и подошел к низкому бетонному парапету на набережной. На него можно было опереться и бросить взгляд на широкую Ист-ривер с ее мутной черно-зеленой водой.

Мне уже довелось здесь побывать во времена работы над книгой о туберкулезе, и вид госпиталя пробудил много ярких воспоминаний. Весьма уважаемый мною ученый Рене-Жюль Дюбо большую часть жизни проработал в университете Рокфеллера. Исследователь, философ, публицист, дважды удостоенный Пулитцеровской премии, он был одним из наиболее оригинальных мыслителей среди ученых, чьи работы привели к созданию антибиотиков. Благодаря его работам были открыты присутствующие в почвенных бактериях пептиды-антибиотики — такие, как стрептомицин и неомицин, в значительной мере благодаря ему было открыто лекарство от туберкулеза. Знаю: именно написанное мною о Дюбо в книге по туберкулезу и открыло передо мной двери Ледерберга. Но работа Дюбо над антибиотиками прервалась внезапно и трагически именно здесь, в Нью-Йоркском госпитале, где умерла от туберкулеза его жена Мари-Луиза. Глядя на внушительную громаду моста Квинсборо, я не мог удержаться от воспоминаний о Дюбо, о его весьма оригинальной точке зрения на микробы и вирусы. С первого взгляда кажется: вирусы повсюду. Если взять любую форму жизни и исследовать на наличие вирусов, они непременно отыщутся. Но, как ни странно, до недавнего времени было известно всего лишь пять тысяч их разновидностей. Лишь в самое последнее время обнаружили: вирусы буквально кишат в морях и океанах. Непонятно, что они там делают, отчего их столько, — но огромное их количество заставляет предположить, что роль их весьма важна.

Сейчас мы твердо знаем: абсолютное большинство форм жизни (а может, все живое без исключения) является носителем вирусов, но знаем мы о вирусах прискорбно мало, и знание наше даже на самом базовом уровне, скорее всего, неадекватно. Два месяца интенсивного чтения литературы о вирусах меня в этом полностью убедили. Я также пришел к убеждению, что ограниченность нашего взгляда на вирусы привела к неспособности понять важнейшие их свойства. И вот, мучимый такими сомнениями, я оказался в Зале основателей, где задержался перед портретом первого директора Рокфеллеровского института медицинских исследований Саймона Флекснера, заслужившего награду, которую в полной мере способен оценить лишь врач: в честь него была названа бактерия возбудителя тропической дизентерии Shigella flexneri. Затем я вошел в потрепанный черно-зеленый лифт, достаточно старый, чтобы быть современником Флекснера, инстинктивно насторожился, сгруппировался, слушая, как древний механизм лязгает и стонет, поднимаясь на четвертый этаж.

Я пожал Ледербергу руку в комнате, заставленной ящиками с научными статьями и слайдами презентаций, со стенами, увешанными дипломами и грамотами. Ледерберг сидел напротив меня, лысоголовый и солидный, напоминающий невозмутимого Будду.

— Коллекция своеобразная, — сказал он добродушно, заметив, как я рассматриваю стены. — Я ведь пришел в микробиологию из генетики, причем с биохимической стороны. А впервые познакомил меня с генетикой ваш однофамилец Фрэнсис Райан, бывший моим учителем в Колумбийском университете. Чудесный человек. Исследовал мутации, приводящие к недостаточности питания у хлебной плесени. Я поступил в Колумбийский колледж в 1941 году. В этом году Фрэнсиса не было в университете. Пришлось подождать, пока он вернется, — и уж тогда явиться к нему в лабораторию.

Мы уселись среди стопок журналов и статей, и я потихоньку приступил к интервью.

— Но наверное, нечто пробудило ваш интерес к предмету еще до того, как вы оказались в колледже?

— Это вопрос непростой, и однозначный ответ на него дать трудно. Но с самого раннего возраста, о котором у меня еще сохранились воспоминания, я уже хотел заниматься наукой. Не сомневался: буду заниматься наукой, и, скорее всего, медицинского плана, — и готовил себя соответственно.

— В вашей семье были научные работники?

— Вовсе нет. Отец мой был ортодоксальным раввином. Не думаю, что между областями деятельности была уж такая диаметральная разница, но конфликт поколений, безусловно, присутствовал.

Я слегка замешкался, обдумывая это странное утверждение.

— Наверное, объединяло вас некое обоюдное стремление узнать жизнь, готовность рассуждать о ней и, возможно, некое философское состояние ума?

— Да, именно так. Необходимость учиться, любознательность… мы оба это принимали.

— Сколько вам было лет, когда вы получили Нобелевскую премию?

— Мне было тридцать три. Нобелевский комитет долго выжидал — работу-то я сделал в двадцать один.

Конечно, я уже знал: Ледерберг начал изучать медицину в Колумбийском колледже врачей и хирургов, но уже тогда он был всецело заинтересован работами Освальда Эвери из университета Рокфеллера. Эти работы позволили Эвери предположить: именно ДНК, а не белки, как это считалось ранее, главные ответственные за наследственность. Это заключение стало принципиально важным для последующего открытия Уотсоном и Криком химической структуры ДНК, что революционизировало генетику и наше понимание эволюционной биологии. Джошуа Ледерберг сыграл немаловажную роль во всем этом.

Еще во времена студенчества он отказывался поверить в то, что бактерии воспроизводят генетически идентичные копии себя. Именно потому он написал руководителю постдокторской работы Фрэнсиса Райана в университете Рокфеллера Эдварду Татуму и попросился к нему в лабораторию. Первый плод этого сотрудничества был опубликован в разделе писем журнала «Nature» 19 октября 1946 года и занимал менее половины страницы. Эта заметка называлась «Рекомбинация генов у Escherichia Coli». Escherichia Coli — распространенная бактерия, обитающая в кишечнике. В заметке сообщалось, что бактерии способны передавать генетический материал от одной разновидности к другой вследствие процесса, теперь называемого «бактериальной конъюгацией». Термин «конъюгация» происходит от латинского слова, обозначающего супружество. В заключение статьи Татум с Ледербергом недвусмысленно заявили: «Эти эксперименты приводят к выводу о наличии половых взаимоотношений у бактерий».

То есть Джошуа Ледерберг получил Нобелевскую премию за открытие пикантного факта: бактерий, оказывается, тоже занимаются сексом.

Секс — совершенно нормальная форма поведения, иногда сопровождаемая специфическими брачными ритуалами, свойственная практически всем животным, растениям и более простым формами жизни. Факт способности бактерий к сексу и к обмену посредством секса генетической информацией весьма важен для медицины, поскольку проясняет некоторые аспекты устойчивости бактерий к антибиотикам.

Джошуа Ледерберг предположил, что, возможно, стоит рассматривать живой организм как метаболический механизм, способный взаимодействовать — просить о помощи другие живые организмы и получать ее — на химическом и даже на генетическом уровне. И это послужило отправной точкой нашей последующей беседы, продлившейся почти до вечера.

— С одной стороны, каждый организм независим, кодирован своим набором генов, — говорил Ледерберг, — но организмы ведь взаимозависимы. Например, мы не смогли бы выжить, не полагаясь на генетический механизм, обеспечивающий функционирование растений. — Здесь он имел в виду фотосинтез, позволяющий растениям производить сахара и аминокислоты, обеспечивающие возможность жизни животных, и, в частности, человека. — В этот смысле мы — симбионты растений, пользователи их генов.

Любопытно было, что Ледерберг прибег к концепции симбиоза для объяснения нашего взаимодействия с растениями. Я вспомнил о той настойчивости, с какой он постоянно упоминал симбиоз повсюду, даже в названиях своих книг и статей.

— Существуют морские беспозвоночные, — говорил Ледерберг, — пошедшие и дальше в симбиозе: вместо питания растениями они помещают живые водоросли под кожу. Многие из известных случаев сожительства бактерий с насекомыми немногим от этого отличаются. Мы наблюдаем интеграцию сожительствующих организмов, хотя геномы симбионтов различаются. Клетки симбионтов не соединены, организмы могут быть отделены друг от друга. Однако такой симбиоз лишь количественно отличается от случаев, когда сожительство осуществляется на клеточном уровне — как в случае с хлоропластами растений. Но у хлоропластов примечательна глубина взаимодействия: ведь изначальные хлоропласты обменялись с ядрами значительным числом генов. Так что уже много эпох не существует «чистых» геномов.