Строитель вирусов: сумасшедший или спаситель?

Вирус содержится в фиалах количеством 2 мл в холодильной камеры при температуре -80°С. При таковой глубокой заморозке вирус словно бы бы заключен в кусок янтаря и находится в ожидании. Под микроскопом он похож на какое-то средневековое оружие — сферический объект, утыканный десятками шипов.

Совершенно верно так же смотрелся вирус 1918 года — штамм H1N1, более известный как «испанка» и унесший жизни не меньше 40 млн человек.

Холодильник закрыт и запечатан в особого помещения с цементными стенками. Помещение находится в лаборатории, которая кроме этого имеет цементные стенки толщиной 46 см, вдобавок усиленные железной арматурой. Войти ко мне возможно только через целую анфиладу помещений, которую открывают герметичные люки, наподобие тех, что возможно заметить на подводных лодках.

Еще тут все уставлено датчиками сигнализации — их более пяти сотен, они распределены по всему строению и установлены на всевозможных устройствах, дабы при нежелательного вторжения оповестить полицию и охрану кампуса. Наблюдение за лабораторией ведется весь день.

Биокрепость для Йосихиро

Все эти камеры, датчики и герметичные двери должны трудиться безукоризненно — таково базисное требование ко всему, что находится в Университете по изучению гриппа ценой $12,5 млн. Он расположился на окраине кампуса Университета Висконсин-Мэдисон.

Каваока (слева) трудится совместно со своим помощником-постдоком Фото было сделано в 2001 году, еще перед тем, как была выстроена нынешняя лаборатория. Новая лаборатория каждый год закрывается на четыре-шесть недель с целью проведения обеззараживания.
Пройдя начальную диагностику на должности FBI (это необходимое требование ко всем сотрудникам), работники лаборатории перед входом должны снять с себя все, включая нижнее белье.

После этого надеть особую пару и рабочую одежду резиновых сапог, имеющих внутренний и внешний чехлы. В таком виде уже возможно состояться в тамбур перед входом в лабораторию. Дабы пройти за следующую дверь, необходимо облачиться в перчатки и комбинезон из паропропускающей мембраны Tyvek, поменять сапоги и надеть респиратор с фильтром.

По окончании работы в лаборатории всю спецодежду нужно снять в строго определенном порядке и принять пятиминутный душ. Под душем шепетильно вымыть себя с мылом, включая все открытые полости тела, и хорошенько высморкаться.

Строение, в котором сохраняются вирусы, относится к классу BSL-3-ag, другими словами к сооружениям с практически наивысшей биологической защитой. Тут же, кстати, содержится вирус Эбола. Ни одна частичка биоматериала не должна покинуть эти стенки.

Университет выстроили в 2008 году по большей части чтобы поддержать научные поиски одного-единственного человека — Йосихиро Каваоки. Пара месяцев назад данный человек напечатал работу, обрисовывающую успешный опыт построения вируса, аналогичного безрадосно известной «испанке», из генетического материала современных вирусов гриппа. Для целей изучения он создал штамм, которому посредством мутации придал свойство передаваться по воздуху, и заразил этим вирусом подопытных хорьков.

Вирус гриппа H5N1 под микроскопом Данный тип заболевания так и не был зарегистрирован в Соединенных Штатах, но грипп вторых видов всегда разносят по стране водоплавающие птицы.
В морозильной камере в второй части строения хранится гибридный вирус H5N1 с засунутыми в него генами «свиного гриппа», которым в 2009 году заразились практически полмиллиона человек. Об данной работе Каваока отчитался в собственной публикации 2012 года.

И наконец, в еще одном холодильнике находится вторая версия штамма, устроившего пандемию 2009 года. В одном докладе, основанном на утечке с закрытой для публики научной конференции, утверждается, что эта, последняя, разновидность вируса способна легко обходить иммунную совокупность человека, подобно тому, как вода обтекает встретившиеся на пути валуны.

Угроза смерти человечества? Для чего же доктор наук занимается всем этим, пускай кроме того за стенками неприступной крепости? Сначала Каваока отказался отвечать нам на данный вопрос, но после этого дал согласие на часовую беседу в переговорной наоборот двери его лаборатории, причем в присутствии начальника факультета.

Ученый словно бы ожидал вопроса, что задают все, кто знает, чем занимается доктор наук, кроме того коллеги из высших научных сфер.

Он сумасшедший?

За пределами колец безопасности, города и университета Мэдисон, где власти непоколебимы в собственной помощи доктора наук а также выстроили ему университет за $12,5 млн (отвергнув вторых соискателей), данный вопрос обсуждался множеством людей, точке зрения которых возможно доверять в различной степени. Отчет о работе над вирусом H5N1, содержавший весьма подробное описание способов строительства возбудителей заболевания, позвал столь неоднозначную реакцию, что консультативный совет Национального университета здравоохранения советовал засекретить часть этих изучений от широкой публики, тогда как планировалось их обнародование в издании Nature.

В июне Каваока и его команда обнародовали информацию по работе над вирусом, аналогичным вирусу 1918 года, в издании Cell Host??Microbe, и уже в сутки выхода статьи в свет английская газета The Guardian разразилась материалом под заголовком «Ученые осуждают безумное, страшное строительство смертельного вируса гриппа, передающегося по воздуху». Статья именовала испытания американцев страшными для жизни и цитировала бывшего советника по науке лорда Мэя, что заявил работы Каваоки «совсем сумасшедшими». В интервью для той же статьи Саймон Уэйн-Хобсон из высокоавторитетного университета Пастера в Париже заявил: «Это сумасшествие!»

очень плохо настроенные ученые уверены в том, что работа Каваоки нарушает Нюрнбергский кодекс по биоэтике в части правил работы с биологическими агентами, а конструирование неестественных биологических патогенов формирует опасность трагедии, в том случае, если из-за какого-либо происшествия в лаборатории вирусы выйдут за ее пределы и попадут в природу. Оппоненты доктора наук считают, что эти страшные работы направляться прекратить.

В июле газета The Independent опубликовала фрагмент отчета о закрытой конференции, из которого следовало, что Каваока создал новый вирус гриппа, «перед которым иммунная совокупность человека окажется совсем бессильной, в случае если лишь возбудитель вырвется из стенку лаборатории». Днем позднее веб-ресурс Gizmodo дал в «Твиттере» ссылку на эту публикацию уже со своим заголовком: «Ученые создали вирус гриппа, что может убить все люди».

Эта и подобные перепубликации в соцсетях перевоплотили данные о работе Каваоки в настоящий сетевой вирус. Твиты и посты в блогах, посвященные данной теме, стали распространяться с огромной скоростью, а также в тех сетевых сообществах, участники которых осознавали в вопросах биологии не больше цыпленка. Ученый всегда получает по email угрозы.

Каваока пересылает эти письма в FBI и старается думать лишь о работе.

Грипп, свиньи и утки

Получается, никакой логически обоснованной цели у изучений Каваоки нет. Вирусов гриппа около нас и без того достаточно, причем во множестве форм. Вирусы несут в себе водоплавающие птицы, в особенности утки, и значительно чаще они не выявляют никаких признаков заболевания, не смотря на то, что неизменно его распространяют через собственный желудочно-кишечный тракт. Попросту говоря, в случае если утка испражняется в пруду, в воду попадает вирус гриппа.

Потому, что водоплавающие птицы имеется везде, где имеется вода, они не только распространяют вирусы везде, но и создают условия для их мутирования в страшные для человека штаммы.

Вот как это, например, может происходить. Предположим, голубокрылый чирок (Anas discors), зараженный вирусом H5N3, летит известным методом миграции на протяжении Миссисипи от Мэдисона до Арканзаса. По пути птица спускается в пруд и испражняется в него.

У берега пруда в воде валяется свинья, которая заражается H5N3 и скоро приобретает ранние симптомы гриппа: насморк, кашель, маленькую температуру. Практически сразу после этого утка-кряква из центрального Миссури с другим вирусом — H1N1 — летит тем же птичьим методом — и по дороге садится в тот же пруд. И сейчас несчастная свинья подхватывает и H1N1.

При определенном стечении биологических факторов может произойти достаточно редкое события — две разновидности вируса соединятся в одну форму. И к данной новой форме ни у одного млекопитающего не будет иммунитета. В случае если данный новый штамм вируса гриппа возьмёт свойство передаваться воздушно-капельным методом, человечество снова отыщет в памяти слово «пандемия».

Ученые во всем мире разрабатывают различные стратегии для противодействия такому сценарию: от подавления появившейся пандемии на начальной стадии до предотвращения ее. Но грипп издревле присутствует на Земле, хоть с самим вирусом человечество познакомилось лишь в 1902 году. Дабы процветать и размножаться, гриппу необходимы только живые клетки.

Особый белок в составе вируса, гемагглютинин, образует особенную структуру, которая разрешает присоединиться к клеточной мембране и пробраться через нее. После этого вирус передаёт клетку своим генетическим материалом, применяет ее репродуктивный аппарат для постройки собственных копий и, наконец, убивает клетку-хозяина.

Значительно чаще грипп локализуется в верхних дыхательных дорогах (это то, что мы именуем сезонным гриппом), но в более редких случаях вирус, за счет свойства к мутациям, способен обойти противодействующие ему механизмы защиты. Новая мутация делается более вирулентной, и вирус прорывается от верхних дыхательных путей к вторым органам. Тогда весьма возможна смерть зараженного организма и передача данной страшной формы вторым потенциальным жертвам.

В дополнение к водоплавающим птицам вирусом гриппа заражаются и другие виды животных: куры, свиньи, собаки и лошади. В промышленном птицеводстве грипп может погубить сходу миллионы цыплят, и потому контроль за развитием вируса имеет тут чисто экономический суть. Потому, что многие штаммы вируса гриппа передаются от животных к человеку, как раз в ветеринарии проходит передний край борьбы с заболеванием.

Титулованный ветеринар

Каваока именно и есть исследователем в области ветеринарии. Еще юношей в Японии его страшно заинтересовало, как трудятся организмы животных — мускулы, кости, кровь, клетки. И тогда Йосихиро отправился обучаться на ветеринара. По окончании серии и получения образования поставленных опытов, и размещённых на их базе научных работ Каваока стал ветеринаром-исследователем с всевозрастающим авторитетом в данной сфере.

Позже он отправился в Соединенных Штатах во широко известную Детскую исследовательскую клинику Св. апостола Иуды в Мемфисе, штат Теннесси, где проработал 14 лет, пока, он утвержает, что не «накопил достаточного багажа» для перехода в Университет Висконсин-Мэдисон. В том месте во второй половине 90-ых годов двадцатого века Каваока занял должность доктора наук в Школе ветеринарной медицины.

Ученый кроме этого имеет должность доктора наук в Университете Токио, где проводит по два-три месяца в году, а помимо этого, большое количество ездит по миру, говоря о итогах собственных опытов. В 2006 году он получил премию Роберта Коха, что в среде биологов сопоставимо с Нобелевской премией. Каваока и его труды известны в его опытной области полностью всем, а спрос на него со стороны научного сообщества и научной прессы неизменно довольно большой.

Доктор наук говорит, что трудится семь дней в неделю со времен собственного последнего отпуска, что был так в далеком прошлом, что он кроме того не помнит, в каком году это было.

Ученому 58 лет, но выглядит он на 35 — стройный, никаких мешков под глазами. Он довольно часто радуется, и хохот его звучит неизменно по-хорошему. У доктора наук имеется такая привлекательная черта — он всегда принижает собственные умения. Если вы сообщите, мол, это же настоящее чудо — конструировать вирусы, Каваока только всплеснет руками, легко улыбнётся и сообщит: «Ну да, моя сестра бы не смогла».

Но, согласно его точке зрения, любой исследователь, владеющий требуемой подготовкой, способен создавать такие же испытания. Не обращая внимания на продолжительные часы в лаборатории, не обращая внимания на противоречивое отношение общественности, Каваока говорит, что обожает собственную работу, потому что она доставляет ему наслаждение. И это наслаждение в том, дабы выяснять что-то новое.

Неустанный поиск — самая громадная эйфория в мире! Доктор наук пожимает плечами, как бы говоря: «А что еще возможно хотеть от судьбы?» «В то время, когда работа прекратит приносить мне наслаждение, я покину ее», — подмечает Каваока. Но все это никак не приближает нас к ответу на вопрос о смысле реконструирования смертельного вируса 1918 года.

Так все же для чего?

Не победить, но упредить

«Имеется одно неспециализированное мысль, которое широкая публика никак не осознает. Грипп победить запрещено, — говорит Каваока, — решительно мотая головой. — Его нельзя искоренить на отечественной планете».

— А ну как убить всех уток?

От мысли об этом у доктора наук вырывается хохот. Он протягивает руки куда-то вверх и восклицает: «Да их через чур много!»

Согласно точки зрения ученого, единственный настоящий путь предотвращения пандемий гриппа — это прекратить передачу вируса от птиц к млекопитающим, и, например, к человеку. И для этого, как вычисляет Каваока, он обязан продолжать собственные своеобразные изучения — изучать мутации приобретения функций. Отыщем в памяти, как мутации происходят в природе — в недрах организма той же несчастной свиньи. Доктор наук имитирует эту обстановку в собственной лаборатории.

Он манипулирует вирусами, заставляет их мутировать, дабы изучать их возможности и темперамент действия. Так, мы сможем узнать, как нам реагировать, в случае если внезапно в следствии мутации покажется что-то наподобие «испанки». В случае если мы знаем, как трудится мутация, в случае если мы пронаблюдали за ней и составили собственного рода каталог ее поведения, то мы можем оценить, будут ли действенны в противодействии ей современные вакцины либо противовирусные препараты.

И когда мы осознаем, какое средство действенно, мы сможем создать достаточные его запасы для предотвращения пандемии. Иными словами, вся эта работа нацелена на спасение судеб.
Каваоку огорчает непонимание оппонентов Так как он не планирует стирать человечество с лица Почвы, а, напротив, желает спасти жизни людей.

Так что до сих пор жертвами опытов Каваоки стали только мыши и хорьки — последние замечательно подходят для аналогичных изучений, поскольку реагируют на вирус гриппа весьма схожим с человеком образом. Дабы проверить вирулентность штамма, доктор наук передаёт вирусом зверьков, но те не покидают этот мир зря.

Наделавшие шума изучения продемонстрировали, что созданным в лаборатории мутациям возможно противостоять посредством противовирусного препарата осельтамивир, известного кроме этого под патентованным заглавием «Тамифлю». Из этого направляться, что вирусы гриппа, хранящиеся в лаборатории, в действительности не так уж страшны.

Вправду, узнается, что по окончании того, как замечательный вирулентный штамм распространяется по Земле, по окончании всех бед, каковые он приносит, люди производят защиту от него. Свиной грипп 2009 года? на данный момент он циркулирует как сезонный грипп, а вдруг возвратится грипп 1918 года, кроме того в воссозданной Каваокой форме, у нас будет к нему практически полный иммунитет.

Культуру этих вирусов возможно хоть с хлебом поедать, никаких больных эффектов не будет. В это тяжело поверить, учитывая все эти страшилки, окружающие работу Каваоки, но в то время, когда на доктора наук наседают с подобными вопросами, он еще более оживляется и трясет головой, словно бы собака, стряхивающая с шерсти воду. Кроме того сообщения о «вирусе, что сметет человечество с лица Почвы», были полностью неправильно осознаны.

Информация, на которой основывались эти панические сообщения, была «в значительной мере неточной», как свидетельствует Ребекка Моритц, эксперт по биобезопасности университета.

Кто-то может задать вопрос с удивлением: «А отчего бы Каваоке не взять и вот так все не поведать тем, кто донимает его вопросами?» А оттого, что доктору наук не хотелось бы выдвигать на первый замысел довод наподобие «да это же совсем безопасно!». Он предпочел бы сказать о важности собственных изучений, кроме того в том случае, если нужно будет иметь дело с вправду страшными вирусами.

«Но каково это — всегда быть мишенью твёрдой критики, в особенности со стороны не хорошо информированной публики?» — спрашиваем мы Каваоку. Живость практически уходит с лица ученого, и он легко наклоняется вперед. Позже поднимает глаза:

— Меня это печалит, — говорит Каваока.

Он растолковывает из-за чего. Дело не в том, что критика ранит его эмоции либо он опасается угроз. Ему легко жаль, что оппоненты не знают — он не планирует стирать человечество с лица Почвы, а, наоборот, желает спасти жизни людей. Ученый сохраняет надежду, что одно из его открытий вправду сможет оказать помощь выжить каким-то безвестным людям, и эта надежда заставляет Каваоку настойчиво продолжать свои работы.

С целью осознать, что происходит в природе, и сыграть с ней на опережение.

Доктор наук сознает, что в жизни не бывает нулевого риска, но в случае если прогноз погоды говорит только о 10 процентов-ной возможности дождя, мы вряд ли потащим с собой зонт. Само собой разумеется, в то время, когда речь заходит о вправду страшных вирусах, ставки возрастают, и Каваока осознаёт страхи, каковые окружают его испытания. Что в случае если в один раз он создаст вирус, против которого существующие средства бессильны?

Да, это риск, считает ученый, но риск оправданный. Каваока, что на данный момент трудится и с вирусом Эбола, настаивает на том, что действует с огромной осторожностью и строго выполняет правила безопасности в лаборатории, — он утвержает, что сотрудники университета скорее смогут подхватить грипп дома у собственных детей, чем на работе. «Вы скорее имеете возможность заразиться гриппом, — говорит Йосихиро Каваока, — в случае если в парк кормить уток».

Восстановление убийцы: очень сильно упрощенное описание работы Каваоки над постройкой вируса «испанки» 1918 года

Ход 1. Обратный инжиниринг вируса столетней давности

Для каждого из генов вируса 1918 года Каваока подобрал современную версию — из сейчас существующих видов птичьего гриппа, и с их помощью был взят белок, практически аналогичный примеру 1918 года. После этого ученый собрал последовательности генов в единую «нитку», являющую собой подобие генома «испанки» (данный геном был секвенирован в 2005 году.)

Ход 2. Проверка работоспособности

Иными словами, проверка свойства к заражению. Зараженные хорьки хоть и не болели так очень сильно, как если бы это была настоящая «испанка», но проявившиеся симптомы были значительно важнее, чем при простом сезонном гриппе.

Ход 3. Отыскать, что заставляет вирус распространяться

Пандемия наступает лишь тогда, в то время, когда он легко распространяется. Каваока посадил инфицированных хорьков в клетки к здоровым, но заражения не происходило. Тогда доктор наук начал дополнять неестественный геном последовательностями генов из вируса «испанки» и наконец отыскал тот фрагмент кода, что нёс ответственность за заражение.

Ход 4. Ввести мутации в самые важные гены

Каваоке требовалось узнать, как созданный посредством генной инженерии вирус будет вести себя, если он получит мутации, каковые разрешают птичьему гриппу передавать млекопитающих. Ученый вводил в геном вируса различные комбинации аналогичных мутаций и передавал хорьков опять.

Ход 5. Повторение опять и опять

Одна группа хорьков показала симптомы, родные к настоящему гриппу 1918 года. Оказалось, что вирус купил дополнительные мутации. Опыт с хорьками был повторен. Вирус опять мутировал.

Всего он купил десять мутаций. Следующий ход — замечать, не будет ли схожая мутация вируса в природе.

Статья «Строитель вирусов: сумасшедший либо спаситель?» размещена в издании «Популярная механика» (№146, декабрь 2014).

Случайные записи:

• Внеземной разум
• Тепловая картина вселенной: иеехладнокровные наблюдатели

Сэнсэй 4.И͟͟с͟͟к͟͟о͟͟н͟͟н͟͟ы͟͟й͟͟ ͟͟Ш͟͟а͟͟м͟͟б͟͟а͟͟л͟ы͟ Анастасия Новых. История. Имхотеп.

Похожие статьи, которые вам понравятся:

• Войны вирусов

  Морские одноклеточные защищают себя от огромных вирусов посредством вирофагов. Как мы знаем, вирусы не смогут жить без клетки: они не смогут размножаться…

• Бактерии и вирусы меняют свой генетический код

  Анализ кодонового фагов и словаря бактерий продемонстрировал, что они отходят от канонических значений генетического кода намного чаще, чем считалось….

• Человек стал человеком благодаря вирусам

  Из-за чего у человека и у шимпанзе фактически совпадают геномы, не обращая внимания на то, что мы совсем различные существа по собственной природе? Такая…

• Вирус бешенства: бич человечества

  Наследие Пастера На мемориальной доске дома, в котором размешалась первая лаборатория Пастера, перечислены его открытия: ферментативная природа брожения,…