Тринадцать вещей, в которых нет ни малейшего смысла - [52]

Воспользовавшись семеркой основных генов мимивируса, еще один марсельский исследователь, Жан Мишель Клавери, сопоставил видоизмененные участки ДНК с известными мутациями прочих живых организмов и сумел найти Мими точное место на древе эволюции. Открытие вызвало немалое потрясение.

В 2003 году авторы заметки в «Сайенс» ограничились сообщением, что анализ белков мимивируса позволяет классифицировать его как «первичный отдел» ветви крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов. Менее двух лет спустя, в ноябре 2004-го, ученые там же обнародовали продолжение этой работы, на сей раз во всеоружии результатов. Если первая публикация уместилась на одной странице, то вторая заняла целых семь: мимивирус оказался кладезем для науки. Как писали исследователи, сложность его генома «бросает серьезный вызов нашим представлениям о вирусах». Свой тезис они подкрепили ссылкой на публикацию 1998 года, в которой предполагалось, что линия ДНК-содержащих вирусов могла развиться раньше разделения живых организмов на три общепринятых домена. Классификационное древо, как было сказано, пора дополнить.

Мимивирус, согласно Клавери, представляет собой отдельную ветвь, самую нижнюю у основания. Характерные мутации показывают, что он появился прежде эукариот с их сложными клетками — теми самыми, которые он заражает сейчас. Но главный парадокс в том, что мимивирус мог оказаться первопричиной появления этих высокоорганизованных клеток, включая мозговые структуры человека.

С точки зрения биологии наши эукариотические организмы устроены весьма любопытно. На каком-то отрезке эволюционного пути аморфная первичная клетка превратилась в четкую сложную систему с выделенным ядром, хранящим в аккуратной упаковке всю генетическую информацию. Но никто не знает, каким образом клетки приобрели это важнейшее новшество.

Клеточное ядро впервые было описано в 1802 году знатным художником-натуралистом Францем Андреасом Бауэром (согласно официальной табели — «Ботаническим Живописцем Его Королевского Величества Георга Третьего»), но окончательное название этому структурному компоненту дал в 1831 году шотландец Роберт Броун, первооткрыватель броуновского движения молекул. И только в современную эпоху биологи смогли оценить в полной мере, до чего поразительная вещь — ядро, насколько точно его тонкая структура соответствует сложности выполняемых функций. Механизм репликации ДНК, создающий живую клетку с непринужденностью отточенного мастерства, вызывает лютую зависть у любого адепта синтетической биологии.

У ученых есть разные гипотезы, как могла сформироваться такая замечательная вещь. Одно из популярных допущений предполагает, что клеточное ядро создано симбиозом прокариот с археями: последние, поселяясь в бактериальных клетках, послужили как бы его прообразом. Идея прекрасная, если не считать некоторых свидетельств того, что клетки, оснащенные чем-то наподобие ядерных структур, существовали раньше бактерий и архей.

Есть и другие предположения; биологи вольны встречаться и обсуждать их до бесконечности, но, кажется, они так и не могут договориться, какое же из них правильное. Одна из немногих вещей, которые ученые все-таки склонны допустить, — это некая расплывчатая, может быть, даже притянутая за уши идея, да и то лишь при условии, если на нее навесить ярлык «спорная». Что за идея? Речь идет, конечно, о вирусах.

Один из сторонников такой гипотезы происхождения ядра, сиднейский микробиолог Филип Белл, в 2001 году выдвинул оригинальную мысль. Что, если в древности некий вирус, инфицировав одну из аморфных, примитивно устроенных прокариотических клеток, затем повел себя неожиданно? Вдруг вместо того, чтобы без затей употребить молекулярную механику клетки для самокопирования и дальше продолжать в том же духе, он фактически взял бразды правления? Эта новая точка на «оси зла» — на полпути между вирусом и бактерией — завладела преимуществами, с которыми не могло конкурировать ничто живое. Таким образом, с точки зрения эволюции комбинированный организм обеспечил себе блестящее будущее. Заражая клетки, питавшиеся простыми химическими соединениями, вирусный аппарат с легкостью захватывал необходимые ему ресурсы.

Существуют косвенные свидетельства, что вирусы — именно ДНК-содержащие, как убежден Белл, — могли стать первыми клеточными ядрами. Те и другие устроены в принципе одинаково: нити ДНК, защищенные белковой оболочкой. У некоторых относительно простых эукариот, например у красных водорослей, ядро может мигрировать между клетками наподобие вируса. И у вирусов, и у эукариотических ядер макромолекулы ДНК имеют только линейную структуру, а у прокариот встречаются замкнутые в кольцо. Нити ДНК у вирусов имеют даже рудиментарные теломеры — выполняющие защитную функцию концевые участки хромосом, которые есть и у эукариот. (Их укорачивание при каждом цикле деления считается одним из факторов старения; здесь отчетливо просматривается связь между вирусами и аномалией, известной как смерть, которой посвящена наша следующая глава.)

Есть и другие общие признаки, но ни один не годится в качестве решающего аргумента. Тем не менее Белл неоднократно заявлял, что ДНК-содержащие вирусы, заражая примитивные клетки архей, могли привести к появлению клеточных ядер. На это неизменно возражают: мол, вирусы так мелки и генетически примитивны, а эукариотические клетки — совсем наоборот. Как вирус мог создать подобную структуру?