Валерия Иванова - Вирусы и мы. Научно-фантастическая повесть

Как говорит Бхагавадгита (книга древнеиндийской мудрости из эпоса Махабхарата), наш мир живёт жертвой. Каждое существо ест кого-то и само когда-нибудь будет съедено. Пусть человек считает себя вершиной эволюции, но и его всё время едят. Вирусы, бактерии, грибы, паразиты… Чтобы выжить, хорошо бы «знать в лицо» своих главных врагов. Большинство из них хорошо видны даже в обычный микроскоп, но вот вирусы… С одной стороны, они так малы, что увидеть их можно только в электронный микроскоп, с другой стороны, они могут быть так рассредоточены по пространству, что найти их не легче, чем одинокого льва, прячущегося в огромной пустыне. На эту тему есть забавная задача из книги «Физики шутят» о том, как люди разных специальностей по-разному «ловят львов». Математик, вспомнив метод Больцано – Вейерштрасса, предложит разделить пустыню на две части и, выбрав часть, где находится лев, тоже её разделить. Так, деля каждую оставшуюся часть пустыни пополам, можно наверняка окружить льва решёткой. Физик-экспериментатор предложит окружить пустыню мембраной, которая не пропускает львов. Постепенно сжимая эту мембрану, мы получим льва внутри малого мембранного круга. А вот философ, например, сам сядет в клетку и заявит, что это мой настоящий мир, а всё, что снаружи, – и есть на самом деле клетка, и лев в ней находится в том числе.

Ну а если вы врач, и тем более вирусолог, то главное – не поймать льва, а прежде всего убедиться, есть ли вообще лев в этой пустыне, а если есть, то какого он вида и опасен ли он для людей, а ещё, откуда он взялся – из дикой природы, а может, сбежал из какого-то зоопарка, а если сбежал, то из какого. Где была дырка в заборе, или его выпустили сюда специально…

Я недаром привёл все эти шуточные советы по поимке льва, так как они имеют прямое отношение к теме диссертации, которую Анна задумала для Кати. А тема диссертации как раз и была связана с проблемами обнаружения вирусов в растворах. В отличие от вредных примесей, для которых существуют те или иные допуски, в пределах которых вода считается чистой, для вирусов никаких допусков нет и быть не может, так как даже один вирус на литр воды может быть опасен. Как определить, чистая у нас вода или нет?

Вот и получилась ситуация, полностью повторяющая задачу о поимке льва в пустыне. Вода-то у нас практически чистая, тем не менее, в ней могут находиться отдельные вирусы, которые нам и нужно найти. А как? Не можем же мы миллионы лет сидеть перед электронным микроскопом в поиске единственного вируса на миллиарды молекул чистой воды?

«Ну хорошо, – подумала Анна, – действительно, пустыня большая, и можно годы и годы искать в ней единственного льва. Но вот если запустить в пустыню армию хищных зелёных мух, питающихся львами, то вероятность встречи такой мухи со львом возрастёт в разы! А ещё пусть мухи, вылупившиеся из личинок, питавшихся львятиной, изменят свой цвет с зелёного на красный. Тогда их легче будет засечь в мушиных ловушках на границах пустыни. В случае вирусов «мухами» могут служить копии, слепки с внутренней части вирусов – их генома. По-научному это двухцепочечные фрагменты нуклеиновой кислоты (ДНК) – ампликоны. Именно они и являются комплементарными к заранее известной области генома данного вируса. Сравнительно недавно подобные рассуждения привели к открытию метода ПЦР – детектирования сверхмалых концентраций вирусов в растворах. Вот ссылка из «Википедии»:

«Полимеразная цепная реакция( ПЦР) – экспериментальный метод молекулярной биологии, позволяющий добиться значительного увеличения малых концентраций определённых фрагментов нуклеиновой кислоты (ДНК) в биологическом материале (пробе).

В начале 1970-х годов норвежский учёный Хьелль Клеппе из лаборатории нобелевского лауреата Хара Гобинды Кораны предложил способ амплификации (увеличения количества копий) ДНК с помощью пары коротких одноцепочечных молекул ДНК. Однако в то время эта идея осталась нереализованной. Полимеразная цепная реакция (ПЦР) была изобретена в 1983 году американским биохимиком Кэри Муллисом. Его целью было создание метода, который бы позволил амплифицировать ДНК в ходе многократных последовательных удвоений исходной молекулы ДНК с помощью фермента ДНК-полимеразы. Первая публикация по методу ПЦР появилась в ноябре 1985 года в журнале Science. Метод революционизировал молекулярную биологию и медицину. В 1993 году Кэри Муллис получил за это Нобелевскую премию по химии».