Budzenie wirusów: Czy te eksperymenty powinny mieć miejsce?
To brzmi jak początek horroru science-fiction. A główny bohater faktycznie ma w sobie coś z potwora. W 2014 r. zespół francuskich naukowców przebudził coś, co pozostawało w uśpieniu od 30 tys. lat. Coś, czego nauka jeszcze nigdy nie widziała.
Przebudzonym śpiącym był wirus - największy znany nauce. Odnaleziono go w syberyjskiej wiecznej zmarzlinie, w której spędził trzydzieści mileniów. Ale po rozmrożeniu okazał się całkiem żwawy i zdolny do zakażania. “Po raz pierwszy widzieliśmy wirusa zdolnego do działania po tak długim czasie" mówił kierujący projektem prof. Jean-Michel Claviere z Narodowego Centrum Badań Naukowych na uniwersytecie Aix-Marseille we Francji.
Autorzy opublikowanego w Proceedings of the National Academy of Sciences badania zapewniają, że wirus nie stanowi zagrożenia dla ludzi ani zwierząt: jego jedynymi ofiarami są ameby. Ale zmarzlina może ukrywać w sobie o wiele bardziej śmiercionośne niespodzianki. I szybko topnieje.
Pithovirus sibericum został odkryty pod 30 m. warstwą zamarzniętej ziemi. Ma aż 1,5 mikrometra średnicy i jest największym znanym nauce wirusem o średnicy ponad 20 razy większej, niż SARS-CoV-2.
Ożywienie pitowirusa nie wymagało żadnych wyrafinowanych technik. Zamiast tego naukowcy do próbki wiecznej zmarzliny podali "przynętę" w postaci ameb. "Wykorzystaliśmy ameby do wyciągnięcia wirusa, ponieważ wiemy, że te gigantyczne wirusy mają tendencję do infekowania właśnie takich organizmów" mówił Claverie. A następnie włączyli kamery, żeby nagrać cały cykl życia wirusa.
Po kilku godzinach od pierwszej infekcji przejęta przez wirusa ameba zmienia się w prawdziwą fabrykę wirusów; w ciągu 12-14 godzin w jej wnętrzu dojrzewa nawet kilka tysięcy wirusów, które wydostają się na zewnątrz.
Ale w procesie rozmnażania pitowirusa jest coś dziwnego. Większość wirusów "porywa" własne DNA w komórkowym jądrze gospodarza i wykorzystuje jego geny do produkcji własnych kopii. Pitowirusy zamiast tego wykorzystują własne geny, białka i enzymy: ogromne wirusy zachowują się więc zupełnie inaczej, od ich drobnych krewniaków. Naukowcy spekulują, że ich istnienie i zachowanie może być dowodem na to, że życie na Ziemi powstawało wielokrotnie, przybierając za każdym razem nieco inne formy.
Co oczywiście nie jest najpilniejszym pytaniem dotyczącym podobnych badań. Najważniejsze brzmi oczywiście - dlaczego naukowcy budzą starożytne wirusy i czy przypadkiem nie przypłacimy tego wszyscy jeśli nie życiem to przynajmniej inwazją zombie?
Faktycznie, podobne badania budzą pewne kontrowersje, ale to nie one są dla innych naukowców głównym powodem do obaw. Naukowcy nie mają monopolu na budzenie wirusów. Większość z nich budzi się nie w ściśle kontrolowanych, laboratoryjnych warunkach, a w naturze, gdzie nikt ich nie obserwuje i nikt nie zatrzyma.
Zespół prof. Claverie pracuje teraz nad wydobyciem i potencjalnym "ożywieniem" wirusów sprzed nawet 3 mln lat. Inni uczeni obudzili bakterie, które znajdowały się w rdzeniach lodowych sprzed 8 mln lat.
Wiele spośród znajdowanych w lodowcach i wiecznej zmarzlinie drobnoustrojów jest zupełnie nieznanych nauce - po prostu wymarły, zanim pojawili się tutaj pierwsi ludzie. Dobra wiadomość jest taka, że większość z nich jest dla nas zupełnie niegroźna, bo wymarły zapewne także organizmy, na których pasożytowały. Zła wiadomość jest taka, że nie wszystkie.
Tymczasem zarówno lodowce jak i wieczna zmarzlina roztapiają się coraz szybciej, budząc obawy o to, że przebudzone z nich mikroorganizmy mogą ponownie zacząć infekować rośliny, zwierzęta a może nawet ludzi. Zespół Claverie prowadząc badania nad zmarzliną odkrył w niej ślady kodu genetycznego znanych nam, niebezpiecznych chorób takich, jak czarna ospa, wąglik czy afrykański pomór świń. I wiele genów zupełnie nieznanych.
Odnotowano już nawet pierwsze zgony wywoływane przez takie odradzające się po dekadach drobnoustroje. W 2016 r. rosyjski chłopiec zmarł na wąglik, obecny w zamarzniętych zwłokach renifera, a ludzkie szczątki znalezione na Alasce dostarczyły uczonym pełnego genomu wirusa grypy hiszpańskiej z 1918 r. Wraz z topnieniem kolejnych warstw wiecznej zmarzliny takich niespodzianek będzie coraz więcej.
"To przepis na katastrofę" mówi Claverie. "Jeśli zaczniesz prowadzić w tym regionie wydobycie surowców, zaczniesz przerzucać bardzo głębokie warstwy wiecznej zmarzliny. A jeśli inne wirusy są w stanie przeżyć w podobny sposób jak te infekujące ameby, oznacza to, że na przykład czarna ospa nie została wymazana z naszej planety. Po prostu zniknęła z jej powierzchni."
Nie wszystkie wirusy znoszą zamarzanie równie dobrze: wyposażone w otoczki lipidowe wirusy takie jak grypa czy HIV są nieco bardziej kruche, a te z otoczką białkową jak pryszczyca czy wirusy odpowiadające za przeziębienia znoszą zimno o wiele lepiej.
"Wirusy RNA wydają się być znacznie bardziej kruche, zwykle nie powinny być w stanie przetrwać tak długo. Wirusy DNA, ponieważ są bardziej stabilne chemicznie, są bardziej odporne na tego rodzaju procesy" mówi Claverie. Czyli starożytna grypa raczej nam nie grozi. Starożytna ospa już tak.
I to właśnie jest powód, dla którego naukowcy gorączkowo przeczesują wieczną zmarzlinę, starając się odkryć ukryte w niej mikroorganizmy: nie będziemy w stanie bronić się skutecznie przed zagrożeniami wynikającymi z jej topnienia, jeśli nie będziemy wiedzieli co dokładnie w niej jest.
Temu właśnie służą zarówno badania polegające na "ożywianiu" wirusów - co jest najlepszym możliwym testem tego, czy odkryte w zmarzlinie mikroorganizmy są wciąż aktywne i potencjalnie niebezpieczne, czy też są po prostu wirusowymi zwłokami niezdolnymi do zarażenia kogokolwiek. I dlatego naukowcy prowadzą masowe testy, przeszukujące całe środowiska w celu ustalenia na podstawie pojawiających się w nich genów tego, jakie mikroby są w nich obecne.
Budzenie ogromnych wirusów faktycznie na pierwszy rzut oka przypomina pracę szalonych naukowców, ale w rzeczywistości może stanowić jedną z naszych najlepszych linii obrony przed potencjalnymi zagrożeniami. Bo co, jeśli któregoś dnia spod zmarzliny wyłoni się zmumifikowane ciało jakiegoś naszego dawnego przodka czy krewniaka, Neandertalczyka czy Denisowianina, a w jego wnętrzu nieznany jeszcze wirus, który doprowadził do śmierci całego jego plemienia na długo przed tym, jak pierwszy Homo Sapiens opuścił Afrykę?
