Что такое вирусы и как они работают

Вирус древнее клетки?

По сути, вирус — это нуклеиновая кислота — ДНК или РНК — окруженная белковой оболочкой, по-научному капсидом. У некоторых в состав оболочки могут входить липиды. Ученые до сих пор спорят, можно ли назвать вирусы живыми. Сейчас чаша весов склонилась в сторону того, что это все-таки — бесклеточная форма жизни. Да, именно бесклеточная, ведь у них нет клеточной оболочки, как и привычных для клеток органелл, таких как вакуоль, лизосомы, рибосомы. 

Процесс инфицирования клетки вирусом

Вирусы вездесущи. Они в воздухе, которым мы дышим, в воде, которую пьем, и пище, которую едим. Вирусы заражают не только людей. Они есть почти во всех других организмах и выживают практически в любой среде обитания. 

«Вирусы — неотъемлемая компонента жизни на нашей планете. Если вдруг применить ко всем вирусам „щелчок Таноса“, и полностью от них избавиться, это станет огромным ударом по всем экосистемам планеты Земля. Человечеству нужно учиться успешно существовать рядом с вирусами: с опасными эффективно бороться, а потенциально полезных обращать себе на службу», — говорит младший научный сотрудник Научного центра генетики и наук о жизни Университета «Сируис» Валерия Архипова.

Валерия Архипова Фото: © Юрий Славин / пресс-служба «Сириуса»

Валерия Архипова руководит стартапом по научной визуализации «Science in Motion». Она открыла студию научной 3D-визуализации в области биомедицины, где создают иллюстрации, плакаты и анимационные ролики, которые помогают объяснять сложные вещи понятно и доступно для широкой аудитории. Например, показать, как выглядят вирусы и как они взаимодействуют с клетками.

Ученые полагают, что вирусы по крайней мере такие же древние, как и первые клетки, которые появились около четырех миллиардов лет назад. Хотя, возможно, они существовали еще в доклеточном мире как самовоспроизводящиеся формы, которые впоследствии эволюционировали и начали паразитировать на других клетках.

Как работают вирусы?

Отдельная вирусная частица называется вирионом. Она какое-то время способна «выживать» в окружающей среде, а значит и инфицировать подходящий организм в случае контакта. Если это происходит, вирион прикрепляется к подходящей клетке-хозяину (это зависит от молекул белка на поверхности вириона и клетки) и проникает внутрь. Потом вирус «взламывает» клетку, чтобы произвести больше вирионов. Это приводит к ее разрушению, а вырвавшиеся наружу новые вирионы заражают еще больше клеток. 

Разные вирусы предпочитают клетки определенного типа. Например, ВИЧ инфицирует те, что относятся к иммунной системе, из-за их разрушения и развивается иммунодефицит. В свою очередь, коронавирус нацелен на заражение эндотелиальных клеток сосудов, чаще всего в легких, что и приводит к развитию осложнений именно в этом органе.

Атомарная модель коронавируса SARS-CoV-2 Изображение: © Личный архив Валерии Архиповой

Хотя известно, что около 200 видов вирусов заражают нас, провоцируют болезни или убивают, это лишь одна сторона медали. Ведь их можно использовать и для лечения болезней, доставки вакцин, диагностики инфекций, а также разработки новых терапевтических препаратов.

В 1919 году французский микробиолог Феликс д'Эрелль выделил фаги из бактерий сальмонеллы, спровоцировавших вспышку брюшного тифа у кур. Он использовал их для лечения птиц. Несколько месяцев спустя ученые рискнул попробовать этот подход для лечения мальчика с тяжелым случаем дизентерии. Только в этот раз использовались фаги из кишечника человека, и ученые сперва сами попробовали получившийся раствор. Когда никто не почувствовал себя хуже, они дали его мальчику, и тот выздоровел.

#медицина #вирусы #бактериофаги

Бактериофаговая терапия: мифы и реальность

Читать

Мы можем поблагодарить фрагменты вирусных геномов, включенные в нашу ДНК десятки миллионов лет назад, за то, как работают наши репродуктивная и нервная системы. Компоненты протовируса, вероятно, даже способствовали возникновению жизни на Земле, и вирусы продолжают принимать участие в эволюционных процессах. Они образуют важнейшую часть глобальной экосистемы, которая позволяет нам выживать.

«Когда мы начали заниматься работой с вирусами, меня удивило то, что вирусы оказали гораздо большее влияние на эволюцию человека, чем кажется на первый взгляд. Возникновение двух разных полов, нюансы работы нервной системы, развитие плаценты у млекопитающих — во всем этом ученые видят влияние древних вирусов. В принципе, полезных для человечества вирусов ничуть не меньше, чем вредных. Чего только стоят векторные вакцины. А использование онколитических вирусов — один из самых перспективных путей терапии многих видов рака. И, конечно, впечатляет тот факт, что вирусы обходятся буквально горсткой молекул белков и нуклеиновых кислот, чтобы вершить свои захватнические дела. Их строение максимально примитивно, а они умудряются в два счета обратить себе на пользу белковую машинерию клетки-хозяина, самокопироваться и благодаря этому успешно существуют на Земле уже, как минимум, сотни миллионов лет», — объясняет Валерия Архипова.

#Сириус #3D #вирусы

Лучше один раз увидеть: какое у вирусов «лицо»

Читать