Текст книги "Синдром Паганини и другие правдивые истории о гениальности, записанные в нашем генетическом коде"

Автор книги: Сэм Кин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 10 (всего у книги 26 страниц) [доступный отрывок для чтения: 10 страниц]

* * *

Только в середине ХХ века ученые определили, почему печень белого медведя содержит просто астрономическое количество витамина А. Белые медведи кормятся в основном охотой на нерп и морских зайцев, а эти тюлени выращивают детенышей, пожалуй, в самых жестоких условиях, какие только можно представить. Вода арктических морей, с температурой +2 градуса по Цельсию, выстудит любой организм. Витамин А позволяет тюленям выживать в такие страшные морозы: он работает подобно гормону роста, стимулируя клетки и позволяя белькам очень быстро накапливать толстые слои жира и кожи. Для этого тюленихи-мамы хранят в своей печени очень много витамина А и, выкармливая животных, следят, чтобы бельки ели вдоволь молока и получали много полезных веществ.

Белые медведи тоже нуждаются в огромных количествах витамина А, который накапливается в подкожном жире. Но еще более важно то, что их организмы толерантны к лошадиным дозам этого витамина, потому что иначе они не смогли бы есть мясо тюленей, – а больше им питаться, в сущности, и нечем. Один из законов экологии гласит, что яды накапливаются с каждым звеном пищевой цепочки, и находящиеся на ее верху хищники получают самые большие дозы. Это справедливо как для всех токсинов, так и для любого питательного вещества, которое становится токсичным в больших количествах. Но в отличие от большинства других веществ, витамин А не растворяется в воде, так что если хищник получит передозировку, он не сможет вывести излишки через мочу. Белые медведи вынуждены или как-то перерабатывать весь витамин А, который они получают с пищей, или умирать от голода. Они адаптировались, превратив свою печень в высокотехнологичный прибор по переработке биологически опасных веществ, которые фильтруют витамин А и обеспечивают, чтобы он держался подальше от остального организма. Белым медведям приходится беспокоиться о том, чтобы не трогать даже собственную печень. Они могут спокойно поедать животных, которые стоят ниже в пищевой цепочке, с меньшей концентрацией витамина А. Но некоторые биологи иронически отмечают, что если белый медведь съест собственную печень, то, скорее всего, сдохнет.

Впечатляющую способность справляться с витамином А белые медведи начали развивать около 150 тысяч лет назад, когда небольшие группы аляскинских бурых медведей отделились от других и мигрировали на север, жить во льдах. Однако биологи всегда подозревали, что важные генетические изменения, которые сделали белых медведей такими, какие они есть, произошли не постепенно, а очень быстро, практически сразу. Аргументы выглядели следующим образом. После того, как любые две группы животных разделяются географически, они начинают приобретать различные мутации ДНК. С накоплением мутаций эти группы развиваются в отдельные виды с различным строением тела, обменом веществ, поведением. Однако не вся ДНК изменяется с одинаковой скоростью. Хорошо законсервированные гены, такие, как Hox, изменяются очень медленно, на протяжении целых геологических периодов. Изменения прочих генов могут проходить быстро, особенно если их владельцы переживают стресс, связанный со сменой обстановки. Например, когда эти бурые медведи бродили по мрачным ледяным просторам за полярным кругом, любые полезные мутации, позволяющие бороться с холодом – например, возможность переваривать богатое витамином А мясо тюленей – могли дать медведям важное преимущество, позволило бы им иметь больше детенышей и лучше о них заботиться. И чем суровее была окружающая среда, тем быстрее такие гены могли распространиться во всей популяции.

Другой способ распространять эти гены основан на том, что ДНК-часы, которые принимают во внимание число и скорость мутаций в ДНК, в различных частях генома «тикают» по-разному. Поэтому ученым приходится быть осторожными, когда необходимо сравнивать ДНК двух видов и определять, как давно они разделились. Если специалисты не будут принимать во внимание законсервированные гены или ускоренные изменения, их оценки могут не иметь ничего общего с реальностью. С учетом всех этих оговорок, биологи в 2010 году установили, что белые медведи достаточно «вооружились» против арктических холодов, чтобы считаться отдельным видом, всего лишь 20 тысяч лет назад после того, как ушли от своих бурых предков. По меркам эволюции это один миг.

Как мы увидим позже, люди – новички в том, что касается мясоедения, поэтому неудивительно, что нам недостает защиты, которую имеют белые медведи, и что мы не можем обмануть пищевую цепочку и страдаем, отведав печени белого медведя. Люди имеют неодинаковую генетическую предрасположенность к отравлению витамином А (так называемому гипервитаминозу А), но любой человек скончается в ужасных мучениях всего лишь от 25–30 граммов такой печени.

Наш организм перерабатывает витамин А в ретинол, который в дальнейшем должен быть разрушен специальными ферментами (эти же ферменты разрушают большинство самых распространенных ядов, которые принимают люди, например алкоголь, содержащийся в пиве, роме, вине, виски и т. д.). Но с тем количеством витамина А, который содержится в печени белого медведя, наши бедные ферменты просто не могут справиться: прежде чем они успеют расщепить и переработать весь объем витамина, чистый ретинол начнет циркулировать у нас в крови. И это очень плохо. Клетки окружены липидными мембранами, и ретинол, выступая в качестве детергента, разрушает эту пленку. Содержимое клетки сразу же начинает вытекать, и это приводит к накоплению жидкости внутри черепа, от чего случаются головные боли, туман перед глазами, раздражительность. Так же ретинол разрушает и другие ткани (он даже может проникнуть в структуру волос, сделав их курчавыми), но больше всего страдает именно кожа. Витамин А поворачивает тысячи генетических выключателей в клетках кожи, доводя некоторые клетки до суицида, а остальные заставляет раньше времени двигаться к поверхности. Ожог витамином А уничтожает все верхние слои кожи, которая начинает сходить пластами.

Людям неоднократно пришлось усваивать подобные уроки, связанные с поеданием печени хищников. В 1980-х годах антропологи обнаружили скелет Homo Erectus, возрастом около 1,6 миллиона лет, кости которого имели поражения, характерные для отравления витамином А, которые могут быть вызваны в результате поедания мяса крупных хищников. После появления белого медведя – и после бесчисленных происшествий с человеческими жертвами – эскимосы, сибиряки и прочие северные племена (не говоря уже о птицах-падальщиках) научились избегать печени белого медведя, но европейские исследователи, появившиеся в Арктике, об этом не знали. Многие при этом считали туземный запрет на поедание печени «вульгарным предрассудком», таким же суеверием, как, например, поклонение деревьям. Еще в 1900 году британский исследователь Реджинальд Кеттлиц с удовольствием попробовал печень белого медведя, но быстро понял, что иногда табу – это весьма разумно. Через несколько часов Кеттлиц почувствовал сильное давление, нарастающее в черепе, пока вся голова не начала раскалываться изнутри. Затем началось сильное головокружение, вслед за которым ученого несколько раз вырвало. Хуже всего было то, что он даже не мог заснуть: в горизонтальном положении становилось только хуже. Другой исследователь того времени, доктор Йенс Линдгард, в целях эксперимента накормил печенью белого медведя девятнадцать человек, находившихся у него под присмотром. Всем испытуемым стало плохо, некоторым – до такой степени, что они проявляли явные признаки умопомешательства. Между тем другие недоедавшие полярники на собственном опыте узнали, что смертельные дозы витамина А в печени наблюдаются не только у белых медведей: из печени северного оленя, акулы, меч-рыбы, песца и арктической лайки тоже получалась прекрасная последняя трапеза.

В свою очередь, после отравления печенью белого медведя в 1597 году люди Баренца стали мудрее. Согласно летописцу де Феру, после злополучного обеда «в котелке над огнем оставалось еще немного печени. Но капитан взял котелок и выплеснул за двери – хватит с нас!»

К голландцам вскоре вернулись силы, но морозы продолжали разрушать их хижину, одежду и боевой дух. В конце концов в июне лед начал таять, и они смогли достать с корабля шлюпки и отправиться в море. Сначала они могли только шнырять между небольшими айсбергами – и при этом постоянно отбивать атаки «тяжелой артиллерии» в виде преследовавших лодки белых медведей. Но 20 июня 1597 года лед наконец-то растрескался, и полноценное плавание стало возможным. Как ни прискорбно, но день 20 июня также стал последним днем жизни Виллема Баренца, долго болевший мореплаватель ушел из жизни в 50 лет. Потеря навигатора подорвала мужество и решимость оставшихся двенадцати членов экипажа, которым предстояло преодолеть сотни километров по океану в открытых лодках. Однако им удалось достичь северной части России, где сердобольные аборигены снабдили их едой. Через месяц нидерландские моряки высадились в Лапландии, где помимо прочих людей встретили капитана Яна Корнелисзоона Рийпа, командовавшего тем самым кораблем, с которым той зимой разминулся Баренц. Обрадованный встречей – он-то считал их мертвыми – капитан Рийп доставил всех моряков обратно в Нидерланды[36]36
  Европейцы не видели «Дома спасения» до 1871 года, когда исследователи обнаружили его подо льдами. Белые бревна от лишайников стали зелеными, и полярники обнаружили хижину, плотно скованную льдом. В наполнявшем хижину хламе исследователи отыскали мечи, книги, часы, монеты, посуду, «мушкеты, дудку, маленькие туфли умершего еще в “Доме” юнги, и спрятанную в очаге записку Баренца». Они изучили все это, доказав, что решение бросить корабль во льдах, которое кому-то кажется трусливым, на самом деле было оправданным.


[Закрыть], куда они прибыли в потертой видавшей виды одежде, но в роскошных белых песцовых шапках.

Однако их вовсе не ждал теплый прием и чествование как героев. В тот же день домой вернулась другая голландская экспедиция, на кораблях, нагруженных специями и прочими диковинками из Китая, куда они добрались, обогнув с юга Африку. Это путешествие доказало, что торговые суда могут совершить столь далекий вояж, и хотя рассказы о голоде и выживании среди льдов были захватывающими, сердца жителей Голландии оказались покорены историями не о севере, а об азиатских сокровищах. Королевская семья предоставила Голландской Ост-Индской компании монополию на путешествия в Азию вокруг Африки, так родился легендарный торговый маршрут – морской Великий шелковый путь. Баренц и его команда были забыты.

Монополия на маршрут из Азии в Африку обозначала, что другие предприниматели, осуществлявшие морские перевозки, могли искать счастья только на Северо-Восточном проходе, поэтому вылазки в Баренцево море, площадью почти полтора миллиона квадратных километров, продолжали совершаться. Наконец страстно возжелавшая двойной монополии Голландская Ост-Индская компания в 1609 году послала на север собственный экипаж – под командованием англичанина Генри Гудзона. И снова все пошло не так, как надо. Гудзон и его корабль «Полумесяц» вначале пошли на север вдоль берегов Норвегии, как и было запланировано. Однако затем экипаж из сорока человек, наполовину состоявший из голландцев, которые, конечно, наслушались баек о выживании, беззащитности во льдах и – о господи – людях, у которых с головы до ног облезает кожа, поэтому взбунтовались. Они заставили Гудзона повернуть не на восток, а на запад.

Гудзон подчинился их требованиям, пройдя на запад до самой Северной Америки. Он прошел Новую Шотландию и останавливался в нескольких местах вдоль берега Атлантического океана, включая визит по тогда еще безымянной реке мимо небольшого болотистого острова. Голландцы были раздосадованы, что Гудзон не обогнул Россию, но сняли сливки, через несколько лет основав торговое поселение под названием Новый Амстердам на этом острове – будущем Манхэттене. О людях часто говорят, что страсть к путешествиям заложена в них на генетическом уровне… В случае с основанием Нью-Йорка это можно понимать практически в буквальном смысле.

Глава 7. Макиавеллевский микроб
^{Человеческая ДНК: насколько она человеческая?}

В 1909 году в Рокфеллеровский институт на Манхэттене прибыл взволнованный фермер из Лонг-Айленда с больной курицей под мышкой. В то время наблюдалась эпидемия рака, которая просто выкашивала курятники по всем Соединенным Штатам, и у этой курицы породы плимутрок была подозрительная опухоль на правой грудке. Фермер, боявшийся потерять всех своих кур, обратился за диагнозом к специалисту Рокфеллеровского университета Френсису Пейтону Роусу. К ужасу фермера, вместо того чтобы попытаться спасти курицу, Роус ее зарезал – чтобы осмотреть опухоль и провести опыты. Впрочем, научный мир навеки благодарен Роусу за это убийство.

После извлечения опухоли Роус измельчил несколько граммов ее тканей, приготовив жидкую кашицу. Затем отфильтровал ее через мельчайшие фарфоровые поры, в результате чего из раствора оказались извлечены раковые клетки, осталась практически одна межклеточная жидкость. Среди прочего, эта жидкость помогает проникать в клетку питательным веществам, но может и служить пристанищем для микробов. Роус ввел жидкость в грудку другой курице той же породы. Вскоре у этой птицы тоже развилась опухоль. Биолог повторял опыты с курами других пород (например, леггорнами), и через шесть месяцев у этих птиц тоже появились точно такие же опухоли, чуть более шести квадратных сантиметров в диаметре. Примечательно – и тем более странно – что каждый эксперимент подразумевал фильтрацию жидкости. Поскольку Роус удалял оттуда все раковые клетки перед инъекцией, новые опухоли не могли образоваться из клеток старых опухолей, пересаженных здоровым птицам. Получалось, что рак образовывался из жидкости.

Упомянутый фермер, конечно, расстроился, потеряв курицу, но именно благодаря этой жертве удалось разгадать тайну птичьей пандемии. Роус, врач и патолог, имел богатый опыт обращения с домашними животными. Его отец во время Гражданской войны покинул Вирджинию и поселился в Техасе, где и встретил мать Френсиса. Затем вся семья вернулась на восток, в Балтимор, и после окончания школы Роус поступил в Университет Джона Хопкинса, где зарабатывал в том числе и написанием заметок в «Балтимор Сан», по пять долларов за каждую. Колонка называлась «Дикие цветы месяца» и была посвящена балтиморской флоре. Роус прекратил вести эту колонку после того, как поступил на медицинский факультет университета Хопкинса, однако вскоре был вынужден прервать занятия. Во время вскрытия он порезал руку осколком туберкулезной кости, и когда обнаружилось, что студент заразился, руководство университета отправило его в отпуск для лечения. Но вместо той терапии, которая принята в Европе, – тихий отдых в горном санатории – Роус выбрал старое доброе американское лечение и отправился в Техас работать на ранчо. Он был маленьким и щуплым, но полюбил тяжелый фермерский труд и в особенности заинтересовался домашними животными. Выздоровев и продолжив учебу, он решил стать не практикующим врачом, а ученым-микробиологом.

Весь опыт работы на ранчо и в лаборатории, а также все показания в случае с курицей привели Роуса к единственному выводу: у кур был вирус, и этот вирус распространяет рак. Но весь его опыт также подсказывал, что эта идея весьма глупа – и коллеги это подтверждали. Инфекционный рак, доктор Роус? Как вообще вирус может вызвать рак? Одни специалисты говорили, что Роус ошибся в диагностике опухоли: возможно, это его инъекция вызвала у кур необычное воспаление. Сам Роус позже признавался: «Меня в тот вечер просто колотило от страха, что я ошибся». Он опубликовал свои результаты, но даже по стандартам крайне обтекаемой научной прозы он порой лишь намекает на свои выводы: «Этого, возможно, не слишком много, чтобы утверждать, что [открытие] указывает на существование новых объектов, которые вызывают у кур новообразования различного происхождения…» Но осмотрительность Роуса была вполне оправданной. Один из современников Роуса вспоминает, что реакция научного общества на его работы о раке у кур «варьировалась от безразличия до скептицизма или даже откровенной враждебности».

В течение следующих нескольких десятилетий большинство специалистов просто забыли о работе Роуса – что, в общем, неудивительно. Некоторые открытия того времени доказывали биологическую связь вирусов и раковых заболеваний, но другие выводы категорически это отвергали. К 1950-м годам ученые определили, что раковые клетки выходят из строя в том числе и из-за неправильной работы генов (кто-то для этих целей исследовал ДНК, кто-то, как сам Роус, – РНК). Не будучи живыми организмами в строгом понимании этого слова, вирусы используют генетический материал, чтобы захватывать клетки и копировать самих себя. Таким образом, и вирусы, и рак воспроизводятся неконтролируемо и используют ДНК и РНК с общей целью – это уже как минимум любопытно. Однако ситуацию запутал Фрэнсис Крик, в 1958 году сформулировавший свою центральную догму, согласно которой ДНК генерирует РНК, которая генерирует белки, – именно в таком порядке. В соответствии с привычным нам пониманием этой догмы, РНК-вирусы, описанные Роусом, не способны разрушить или переписать ДНК клеток: в противном случае это перевернет всю догму с ног на голову, что недопустимо. Таким образом, несмотря на столь явные биологические соответствия, казалось, что вирусная ДНК никак не может взаимодействовать с канцерогенной ДНК.

Дело зашло в тупик – данные против догмы – пока несколько молодых ученых на стыке 1960-х и 1970-х годов не обнаружили, что природа не особо обращает внимание на догмы. Оказалось, что некоторые вирусы (самый известный современный пример – ВИЧ) искусно манипулируют ДНК. В частности, вирусы могут «уговорить» зараженную клетку провести обратную транскрипцию вирусной РНК в ДНК. Что еще страшнее, они могут обманом заставить клетку внедрить новоиспеченную вирусную ДНК в свой геном. Словом, эти вирусы могут сливаться с клетками. Они не проявляют никакого уважения к линии Мажино, которую мы предпочли бы провести между «своей» и «чужой» ДНК.

Эта стратегия для зараженных клеток может показаться слишком мудреной: зачем РНК-вирусу вроде ВИЧ заботиться о том, чтобы конвертироваться в ДНК, при том что клетка в любом случае транскрибирует эту ДНК обратно в РНК? Если учесть, насколько РНК продуктивнее и мобильнее, чем ДНК, все это видится еще менее понятным. Одинокая РНК может образовывать рудиментарные белки, в то время как одинокая ДНК в такой ситуации попросту бездействует. РНК может сама себя копировать, как на рисунке Эшера, где две руки рисуют друг друга. Принимая во внимание все эти доводы, большинство биологов верит в то, что РНК предшествовала ДНК в истории образования жизни, так как жизнь в ее зачаточном состоянии весьма нуждалась в фантазии искусных клеток, способных копировать себя. Это называют «гипотезой мира РНК»[37]37
  Хотя РНК, вероятно, предшествует ДНК, другие нуклеиновые кислоты, такие как ГНК, ПНК или ТНК, могли предшествовать им обеим. Основу ДНК составляют кольцевые молекулы сахара дезоксирибозы – это слишком сложные вещества для первичной жизни на Земле. Гликольнуклеиновая и пептидонуклеиновая кислоты подходят лучше всего, поскольку ни одна из них не использует кольцевые молекулы сахаров для своей основы (ПНК не использует и фосфаты). Треозо-нуклеиновая кислота использует молекулы сахара, но опять же не такие сложные, как ДНК. Ученые подозревают, что эти простейшие остовы были более прочными. Благодаря им все эти – НК имели преимущество перед ДНК на выжженной солнцем, полурасплавленной, постоянно подвергавшейся метеоритным бомбардировкам Земле.


[Закрыть].

Тем не менее сначала Земля представляла собой настоящее поле битвы, и сравнение РНК с ДНК тут довольно надуманно. Символы РНК, объединенные в одинарную, а не двойную цепочку, постоянно подвергались нападению. Кроме того, в РНК имеется дополнительный атом кислорода, входящий в состав кольцевых молекул сахара рибозы: за счет него рибоза как бы поедает собственный хребет и сокращает РНК, если она вырастает слишком большой. Таким образом, хрупкой РНК пришлось уступить ДНК приоритет в постройке чего-то действительно прочного, способного действовать, плавать, расти, драться, спариваться – словом, полноценно жить. Этот переход к менее подверженной разрушениям среде произошел несколько миллиардов лет назад и стал, возможно, самым важным шагом в истории возникновения жизни. В какой-то мере этот процесс напоминал переход, скажем, от устной поэзии Гомера к литературе в письменной форме: бесстрастный ДНК-текст лишен разнообразия, которое есть у РНК, не зависит от тона голоса и жестикуляции; однако «Илиада» и «Одиссея» не дошли бы до нас, если бы не были записаны чернилами на папирусе. ДНК сохранилась до наших дней подобно письменному тексту.

И вот почему вирусы конвертируют РНК в ДНК после заражения клетки: ДНК более выносливая, более жизнеспособная, чем РНК. После того как эти ретровирусы – название дано за то, что они активизируют ДНК, затем РНК, а затем уже белки, то есть противоположно догме – вплетают себя в клеточную ДНК, и клетка будет точно копировать вирусные гены до тех пор, пока она сама и вирус будут живы.

* * *

Открытие манипуляций вирусной ДНК объяснило, что случилось с бедными курами в лаборатории Роуса. После инъекции вирусы через межклеточную жидкость проникли в мышечные клетки. Затем они снискали расположение ДНК курицы и перепрограммировали механизмы всех зараженных мышечных клеток на изготовление как можно большего числа собственных копий. Оказывается – вот в чем суть! – великая стратегия вирусов, распространяющихся с сумасшедшей скоростью, состоит в том, чтобы убедить клетки, зараженные вирусной ДНК, размножаться так же активно. Вирусы делают это, разрушая генетические генераторы, которые предотвращают клетки от непрерывного деления. В результате – стремительно растущие опухоли и много мертвых птиц. Трансмиссивный рак вроде этого атипичен – большинство раковых заболеваний имеют другие генетические причины, но для многих животных рак, вызываемый вирусами, несет серьезную угрозу.

Новая теория генетических вторжений, конечно, была нестандартной – даже Роус сомневался в некоторых ее положениях. Но стоит признать, что ученые того времени фактически недооценили возможности вирусов и прочих микроорганизмов внедряться в ДНК. Слово «вездесущий» не образует степеней сравнения: нечто может или быть, или не быть вездесущим. Поэтому извините меня за этот оборот, но я должен сказать о полной, абсолютной и совершенной вездесущности микробов. Эти маленькие козявки населяют каждое живущее существо – так, человеческий организм кормит в десять раз больше микробов, чем производит клеток – и заняли все возможные экологические ниши. Есть даже целый класс вирусов, заражающих исключительно других паразитов[38]38
  Идея паразитов, паразитирующих на паразитах, напомнила мне прекрасный отрывок из стишка Джонатана Свифта (в переводе М. Лозинского):
Живет блоху кусающая блошка;На блошке той – блошинка-крошка,В блошинку же вонзает зуб сердитоБлошиночка, и так ad inf nitum (то есть до бесконечности).  При этом мне кажется, что математик Огастес де Морган сумел превзойти даже Свифта:
Побольше блох кусают малые сердито,Тех – еще меньшие, и так ad inf nitum.А блохи крупные кусают еще больших,А те, еще, еще, и снова больших.

[Закрыть], которые едва превосходят эти самые вирусы по размеру. В целях стабильности многие из этих микроорганизмов внедряются в ДНК и зачастую оказываются достаточно проворными, чтобы заменить или замаскироваться, чтобы обойти оборону наших органов. (За последние пару лет один только ВИЧ поменял с А, Ц, Г и Т больше своих генов, чем было у всех приматов за пятьдесят миллионов лет.)

До 2000 года, когда завершился проект «Геном человека», биологи даже не представляли, насколько широко микробы могут распространиться в организмах высших животных. Даже слово «человек» в названии проекта можно посчитать некорректным, так как оказалось, что целых 8 % нашего генома вообще не имеет отношения к человеческим генам: четверть миллиарда пар оснований в нашем организме – это старые гены вирусов! Уникальные человеческие гены занимают всего лишь около двух процентов общей ДНК – то есть можно сделать вывод, что каждый из нас вчетверо больше вирус, чем человек. Один из первых исследователей вирусной ДНК, Робин Вайс, охарактеризовал эти эволюционные отношения предельно просто: «Если бы воскрес Чарльз Дарвин, он бы с удивлением узнал, что люди произошли не только от обезьян, но и от вирусов».

Как это могло произойти? С точки зрения вирусов колонизация животной ДНК очень даже имеет смысл. При всем своем коварстве и лицемерии, ретровирусы, вызывающие рак или СПИД, глупцы глупцами в одном отношении: они слишком быстро убивают своих хозяев и погибают вместе с ними. Но не все вирусы ведут себя подобно микроскопической саранче и уничтожают все, куда приземляются. Менее амбициозные экземпляры наловчились не разрушать слишком много, и при весьма сдержанном поведении они все же стимулируют клетку потихоньку копировать себя в течение многих лет. Еще лучше, если вирусы проникают в сперматозоиды или яйцеклетки: в таком случае они могут склонить клетку-хозяина к передаче вирусных генов новому поколению, позволяя вирусу сколько угодно «жить» в организмах потомков. Подобное прямо сейчас происходит у коал, и ученым удалось проследить, как ретровирусная ДНК распространяется через сперматозоиды этих зверьков. То, что эти вирусы уже испортили ДНК у такого большого количества животных, может намекнуть нам, что подобные проникновения случались всегда, и в таких масштабах, что страшно даже подумать.

Из всех «потухших» генов, имеющихся в человеческой ДНК, подавляющее большинство пережило фатальные мутации и больше не функционирует. Но, с другой стороны, эти гены сидят в наших клетках нетронутыми и помогают достаточно подробно изучить оригинальный вирус. В 2006 году французский вирусолог Тьерри Хейдман использовал человеческую ДНК, чтобы воскресить потухший вирус – настоящий «Парк юрского периода» в чашке Петри! И это оказалось поразительно легко. Строки некоторых древних вирусов многократно появляются в человеческом геноме (число копий варьируется от десятков до десятков тысяч). Однако смертельные мутации появляются случайно, в разных точках каждой копии. Таким образом, сравнивая эти цепочки, Хейдман сумел разгадать, как должен выглядеть оригинальный, здоровый вирус, просто подсчитав, какой из символов ДНК наиболее часто встречается в копиях на одном и том же месте. Хейдман утверждал, что вирус безвреден, однако когда его ввели в клетки других млекопитающих – кошки, хомяка, человека – все клетки оказались зараженными.

Вместо того чтобы делать из этой ситуации трагедию (ведь не все древние вирусы безвредны) или пророчествовать апокалипсис от того, что вирусом завладеют злоумышленники, Хейдман праздновал это воскрешение как научный триумф. Он назвал свой вирус Фениксом в честь мифологической птицы, возрождающейся из собственного пепла. Другие ученые повторяли опыты с другими вирусами, и таким образом была основана новая научная дисциплина – палеовирология. Крохотные хрупкие вирусы не оставляют после себя окаменелостей, подобно тем, которые выкапывают настоящие палеонтологи, однако палеовирологи находят столь же ценную информацию в древней ДНК.

Тщательное изучение этих «окаменелостей» показывает, что на самом деле наш геном даже может более чем на 8 % состоять из вирусных генов. В 2009 году в человеческой ДНК были обнаружены четыре участка, представляющие собой борнавирусы – микроорганизмы, с незапамятных времен заражавшие копытных животных. Борнавирус получил название от особенно грандиозной вспышки заболевания среди лошадей в 1885 году, в кавалерийских полках близ Борна (Германия). Неожиданно взбесившиеся лошади сами себе разбивали головы. Около сорока миллионов лет назад несколько бродячих борнавирусов попали в организмы наших обезьяноподобных предков и нашли себе укрытие в их ДНК. Этого никто не знал и не замечал, потому что борнавирус не относится к ретровирусам, поэтому ученые не думали, что он обладает молекулярными механизмами, конвертирующими РНК в ДНК и позволяющими вирусу куда-либо внедриться. Однако лабораторные тесты доказали, что борнавирус может вплестись в человеческую ДНК в течение всего лишь тридцати дней. Причем, в отличие от мутировавшей ДНК, которую мы получаем от ретровирусов, два из четырех участков ДНК борнавируса функционируют так же, как здоровые гены этого микроорганизма.

Ученые до конца не разобрались, чем занимаются эти гены, но они могут принимать активное участие в синтезе белков, необходимых нам для жизни, за счет укрепления нашей иммунной системы. Несмертельному вирусу разрешается проникать в нашу ДНК – и это, возможно, мешает другим, потенциально более опасным вирусам делать то же самое. Более того, клетки могут использовать доброкачественные вирусные белки, чтобы бороться с другими инфекциями. Это на самом деле простая стратегия: казино нанимают шулеров, агентства компьютерной безопасности – хакеров… Словом, никто не сможет бороться с вирусами и нейтрализовывать их лучше, чем сами видоизмененные микроорганизмы. Обзоры наших геномов также позволяют предположить, что вирусы дают нам важную регуляторную ДНК. К примеру, в наших пищеварительных трактах давно присутствуют ферменты, которые расщепляют крахмал на простые сахара. Однако вирусы дают нам переключатели, активизирующие эти же ферменты в нашей слюне. В результате продукты, содержащие крахмал, становятся сладкими у нас во рту. Без этих «переключателей» мы вряд ли любили бы такие продукты, как хлеб, крупы, макароны и многие другие.

И это, возможно, только начало. Согласно мнению Барбары Мак-Клинток, почти половина ДНК человека состоит из подвижных элементов и прыгающих генов. Один-единственный транспозон, состоящий из 300 оснований Alu-повтор, миллионы раз встречается в хромосомах человека и формирует практически 10 % нашего генома. Способность этой ДНК отделяться от одной хромосомы, ползти к другой и прикрепляться к ней, как клещ, очень напоминает аналогичные возможности вирусов. Конечно, в науке не место чувствам, но то, что мы на 8 % (или даже больше) представляем собой окаменелый вирус, – это интересно, потому что жутко. Мы с рождения испытываем отвращение к болезни и грязи и воспринимаем попадающих в организм микробов как то, чего нужно избегать и от чего нужно избавляться, но никак не целостные части самих себя. Однако вирусы и вирусоподобные частицы всегда имели дело с ДНК животных. Ученый, который открыл гены человеческого борнавируса, сказал, отдельно акцентировав форму единственного числа: «Все наше представление о себе как о виде несколько ошибочно».

И все становится только хуже. По причине своей повсеместности, микробы всех видов – не только вирусы, но и бактерии, и простейшие – не могут не управлять эволюцией животных. Очевидно, микробы формируют популяцию, убивая отдельных существ через болезни, но это только часть их могущества. Вирусы, бактерии и простейшие по случаю передают животным новые гены, способные изменить всю работу нашего тела. Также они могут манипулировать и нашим внутренним миром. Один микроб-Макиавелли не только покорил огромное число животных, оставшись незаметным, но и похитил животную ДНК – и, возможно, использует эту ДНК для того, чтобы промывать нам мозги в своих корыстных целях.

* * *

Иногда для того, чтобы стать мудрым, нужно набить немало шишек. «Вы можете представить себе сотню кошек – сказал однажды Джек Райт, – а вот больше не можете. Двести ли, пятьсот ли – все это будет для вас выглядеть одинаково». И это не просто догадка. Джек знал это точно: ведь он и его жена Донна становились обладателями рекорда из Книги Гиннесса – 689 домашних кошек!

Все началось с Полуночи. В 1970 году Джек Райт, маляр из Онтарио, влюбился в официантку Донну Белуа, и они стали жить втроем – третьей была черная длинношерстная кошка Донны по кличке Полночь. Однажды вечером Полночь согрешила во дворе и забеременела, а у Райтов не хватило духу избавиться от ее потомства. Увеличение количества кошек на самом деле оживило их дом, и вскоре после этого они уже принимали подкидышей из местного приюта, чтобы спасти их от усыпления. Их дом стал известен в округе как «Кошачий перекресток», и люди начали подбрасывать им новых котят – двоих оттуда, пятерых отсюда… Когда журнал «Нэшнл Инквайр» в 1980-х годах объявил конкурс на самое большое количество кошек в доме, Райты со своими 145 котами оказались победителями. Вскоре они появились на шоу Фила Донахью, и после этого «пожертвования» приняли по-настоящему угрожающий размах. Один доброжелатель привязал своих котят к столику для пикников во дворе дома Райтов и уехал, другой доставил кота с курьером на самолете – а платить за это пришлось Райтам. Однако они не выгнали и не вернули ни одной кошки, даже когда общий выводок перевалил за седьмую сотню.