С отсылками к хакерам, «Прирождённым убийцам» и «Алисе в стране чудес».
Промо «Мистера Робота»
Вирусолог Питер Колчински (Peter Kolchinsky) запустил научно-популярный Твиттер-тред о «трюках», с помощью которых вирусы обходят иммунную систему человека. Он разобрал жизненный цикл вирусов на примерах ВИЧ, бешенства, герпеса, а в конце пришёл к выводу, что от коронавируса Covid-19 нас спасут биотехнологии.
Вирусы — это хакеры в худи, но SARS2 вряд ли самый умный из них. Мой голос уходит ВИЧ, бешенству и герпесу. Вот топ-10 хаков вирусов (каждый — это причина, почему я люблю вирусологию и науку в целом)... 1) Многие вирусы создают помехи, чтобы помешать заражённой клетке...сообщить другим клеткам, что она заразилась. Заражённые клетки обычно высвобождают молекулы, которые называются цитокинами, чтобы «общаться» с другими клетками (например, «запри двери, вызывай полицию!»). Некоторые вирусы вырабатывают белки, которые связывают цитокины — из-за этого клетки не могут попросить о помощи2) Также клетки обычно показывают снаружи всё, что происходит внутри них — как фабрика с витриной. Иммунные клетки проходят мимо окон и убеждаются, что внутри не происходит ничего необычного. То есть, там нет частичек вирусовЧтобы показать кусочек белка в окне (то есть, на поверхности клетки), клетки должны посадить их на витрину, которая называется главным комплексом гистосовместимости (ГКГС). Герпес и другие вирусы научились блокировать или ломать эти витрины, чтобы ничего не появлялось на поверхности клетки. Копы проходят мимо и ничего не замечаютНо наша иммунная система тоже умная — у неё есть специальные клетки-естественные киллеры (естественный киллер — да, вспомните Вуди Харрельсона [отсылка к фильму «Прирождённые убийцы»] или Декстера, который охотится за плохими парнями). Они бродят в поисках подозрительно выглядящих клеток без ГКГС и уничтожают их3) Но, чёрт подери, некоторые вирусы ещё умнее. Например, вирус герпеса, который называется цитомегаловирус (звучит, как вирус с [планеты Трансформеров] Кибертрона), производит ложные витрины с ГКГС, которые заставляют естественных киллеров думать, что всё нормально. Как борьба между вирусами-«белыми шляпами» и «чёрными шляпами»...... и клетками, которые они заразили. Обе стороны пытаются обойти друг друга. Это как гонка Красной королевы в «Алисе в стране чудес». Ты должен бежать как можно быстрее, чтобы оставаться на месте, и ещё быстрее, чтобы продвинуться вперёд (кстати, с помощью биотехнологий мы можем обогнать вирусы)Но вернёмся к хакам. Мы только прошлись по верхам их вооружения. 4) ВИЧ заражает наши иммунные клетки. Это убийца копов. Лучше всего он заражает T-лимфоциты, когда они активируются. Так что любой Т-лимфоцит, который попытается погнаться за ВИЧ, попадёт прямо в логово вирусаТекущий поход к борьбе с ВИЧ — это создать T-лимфоциты, которые ВИЧ не сможет заразить. Ну типа дать им кевлар. Знаете, как? Мы используем безобидные мутировавшие клетки ВИЧ, чтобы добавить защитные гены в Т-лимфоциты. Обратить вирус против самого себя! Ладно, вернёмся к хакам вируса5) ВИЧ записывает себя в ДНК-код клеток, которые он заражает, а затем может спать годами в этой клетке. Эти спящие клетки поначалу выглядят нормально, поэтому не вызывают тревоги. Но вирус внутри них может активироваться спустя много лет, чтобы произвести новые инфицированные клеткиПоэтому вы не можете просто избавиться от ВИЧ, не избавившись от этих спящих клеток. Сейчас это возможно только при полной пересадке костного мозга. И только если клетки донора выработали специальную мутацию, которая делает их невосприимчивыми к ВИЧ6) Бешенство — это просто дьявол. Он инфицирует нейроны и прячется в слюне. Бешенство передается от одного животного к другому через укус. Некоторые заражённые животные становятся более агрессивными, а значит с большей вероятностью могут покусать. Почему? Считается, что белок вируса, который позволяет заражать клетки, также......вмешивается в работу серотонина в мозгу. Из-за этого животные становятся очень не уверенными в себе (слышали о кусании от страха?). Это работает как анти-Прозак (например, депрессивные люди могут становиться более агрессивными). Поэтому животные чаще кусаются, даже если их никто не провоцировал, и распространяют вирус бешенства7-9) Клетки оказываются в ловушке с сенсорами, вычисляющими вирусы (например, с толл-подобными рецепторами), которые запускают (через отклик интерферона) самоуничтожение клетки. Вирусы разрабатывают контрмеры, чтобы А) отключить сенсоры, Б) отключить внутреннюю тревогу и В) заблокировать самоуничтожениеЭто как в фильме «Индиана Джонс: В поисках утраченного ковчега» надо было преодолеть все эти безумные древние ловушки. Харрисон Форд был бы крутым вирусом. Ради аналогии предположим, что ему бы надо было ворваться в гробницу, чтобы получить доступ к механизму репликации. Звучит идеально для Netlfix10) Ещё вирусы вроде гриппа и ВИЧ умеют маскироваться. То есть могут изменять внешний белок быстрее, чем наша иммунная система может за этим уследить. Поэтому каждый год надо ставить новую прививку от гриппа. Эти вирусы имеют переменные регионы на поверхностных белках, которые......защищают функционирующие части, позволяющие вирусу заразить клетку. Как мох на камуфляже охотника, который позволяет человеку оставаться незамеченным. Они легко мутируют и не останавливают способность вируса функционироватьТак какие козыри есть в рукаве у SARS2? А) Он может изменять свою структуру, также как и грипп, но гораздо медленно (несмотря на то, что говорят в СМИ). Поэтому шансы создать вакцину, которая будет действовать дольше обычной вакцины от гриппа, довольно высоки. Б) У вируса есть белок, который блокирует отклик интерферонов клетки,...как бы выключая сигнал тревоги для других клеток и организма. В) Как и у многих вирусов, у SARS2 есть механизмы, которые обманывают иммунную систему. Вирус подделывает «подписи» клеток на на рибонуклеиновой кислоте (РНК), используя схожие с ними протоколы размноженияМеханизм производства белка в клетке убеждается, что всё правильно благодаря «подписи». Представьте себе официальный бланк. Если механизм производства белка видит неофициальную РНК без «подписи», он понимает, что появился нарушитель. И активирует механизм самоуничтоженияПоэтому у SARS2 есть белок, который добавляет официальные «подписи» к вирусным РНК, где создаётся вирусный белок. Умный обходной путь. Существует где-то восемь белков, которые SARS2 использует для того, чтобы спрятаться от защитных систем клетки и иммунных системSARS2 вряд ли можно назвать тупым. Однако всё, что нам нужно, чтобы остановить его — это вакцина, которая даёт нашей иммунной системе преимущество. Без элемента неожиданности SARS2 или не сможет заражать, или будет провоцировать слабую инфекцию. Мы победим в гонке Красной королевы с помощью биотехнологий
P.S. Жизнь вируса на примере распространения твитов в соцсети.
Интересно, что с этим тредом взаимодействовали больше, чем с моими любыми другими (невероятно заразный), но это были люди с меньшим количеством подписчиков, поэтому он распространяется постепенно (индекс репродукции немного выше 1). Чтобы стать экспоненциально вирусным, твиту нужны «супер-распространители», которые принесут его в массы. Вирусы работают так жеНо что если супер-распространители не заинтересованы в занудной науке? Тогда наука не распространится. Как можно заинтересовать супер-распространителей научной «объяснялкой»? Это предстоит разгадать популяризаторам науки... Пока мы не смогли, другие темы вытеснят заумные штукиВирусы не управляют собственной эволюцией, поэтому, если вы любите науку и хотите распространить её крутость, подумайте, как бы вы «мутировали» этот или любой другой научный тред, чтобы привлечь супер-распространителей. В другом случае он будет крутиться между нами гикамиВ любом случае каждый твит способствует индексу репродукции хорошей «объяснялки». Никогда не знаешь, когда подросток его прочитает, влюбится в вирусы, посвятит себя науке и когда-нибудь излечит болезнь. Наслаждайтесь наукой и распространяйте её