В России стартовал проект по изучению доисторических вирусов, сохранившихся в вечной мерзлоте. Сибирские ученые из Якутского университета и научного центра "Вектор" планируют системно исследовать древние патогены, которые находят в мумифицированных останках ископаемых животных и образцах ледяного керна. Что известно о палеовирусах и опасны ли они — в материале РИА Новости. 

Тайны вечной мерзлоты 

Из-за глобального потепления вечная мерзлота в Арктике активно тает. По мнению специалистов, это может привести к высвобождению из ледяного плена древних патогенов, в том числе неизвестных бактерий и вирусов, содержащихся в тканях мумифицированных ископаемых животных и пузырьках атмосферного воздуха в толще льда. 

После 25-й конференции ООН по изменению климата, состоявшейся в Мадриде в декабре 2019 года, ученые из 12 стран подготовили открытое письмо в ВОЗ, опубликованное в 2020-м в журнале Infection, Genetics and Evolution. Специалисты призвали международные организации и правительства разработать специальные программы по изучению захороненных в вечной мерзлоте древних патогенов. 

Исследователи отметили: в последние годы в Российской Арктике среди домашних и диких животных наблюдается всплеск таких заболеваний, как клещевой энцефалит, бруцеллез, туляремия, лептоспироз, бешенство и сибирская язва. Многие из этих вирусных и бактериальных инфекций — зоонозные, то есть возникают в популяциях животных, но затем могут передаваться человеку.

Один из характерных примеров, о котором писали ученые, — вспышка сибирской язвы в Ямало-Ненецком автономном округе в июле-августе 2016 года. В аномально жаркое лето вечная мерзлота протаяла глубже обычного, и олени поглощали вместе с растениями зараженную бактериями грязь. Тогда погибли около двух тысяч оленей, 72 человека госпитализировали, один ребенок умер. 

Как феникс из пепла 

Некоторые смертельно опасные патогены чрезвычайно устойчивы. Например, ДНК вируса оспы обнаружили в извлеченных из вечной мерзлоты телах людей, умерших 300 лет назад в Якутии, а также в кожных струпьях мумии фараона Рамзеса V в Египте, возраст которой — 3,2 тысячи лет. 

Хотя все попытки выделить жизнеспособный вирус натуральной оспы из останков естественным путем не увенчались успехом, биологи могут реконструировать структуру древних патогенов, восстанавливая последовательности РНК или ДНК. Так, в 2005-м воссоздали вирус пандемического испанского гриппа — на основе останков человека, похороненного на Аляске в 1918 году. 

В 2006-м французские исследователи из Института Густава Русси восстановили по эндогенным вирусным элементам — последовательностям ДНК вирусного происхождения — неизвестный древний патоген возрастом несколько сотен тысяч лет. Его поместили в культуру клеток человеческих тканей. Так вот, он не только проникал в клетку физически, но и встраивался в ДНК. Восстановленные вирионы инфицировали свежие клетки, и процесс приобретал циклический характер. Этот палеовирус назвали Phoenix. 

Ящик Пандоры 

Первое "воскрешение" живых древних вирусов произошло, по сути, случайно. В 2014-м французские эволюционные биологи, супруги Жан-Мишель Клаври и Шанталь Абергель из Средиземноморского университета Экс-Марсель выявили в образце многолетней мерзлоты из Сибири возрастом 30 тысяч лет древний вирус. Его назвали Pithovirus sibericum. 

Ученые заподозрили инфекцию из-за того, что в размороженном образце погибали амебы. И увидели в обычный световой микроскоп доисторический патоген — из группы гигантских ДНК-вирусов, по размерам не уступающим бактериям. Это вообще самый крупный из известных сегодня вирусов: 1,5 микрометра в длину и 0,5 микрометра в диаметре. 

В 2015-м французы разглядели в том же образце вечной мерзлоты еще один гигантский вирус — Mollivirus sibericum. Инфицированная им амеба превращается в своеобразную фабрику по его производству, что обеспечивает экспоненциальное распространение инфекции. 

Хотя эти древние вирусы-гиганты заражают только микроорганизмы, их способность возрождаться спустя тысячелетия вызывает тревогу. Ученые не исключают, что в вечной мерзлоте есть и опасные для человека патогены. Недаром название питовируса, открытого в Сибири, происходит от греческого слова "питос" — так назывался сосуд, по преданию, подаренный Зевсом первой земной женщине Пандоре: из этого сосуда потом по миру разлетелись все несчастья и бедствия. 

Во льдах Тибета 

Помимо вечной мерзлоты Арктики, к зоне повышенного риска относятся и многолетние льды Антарктиды, Гренландии, а также горные ледники. При их образовании между кристаллами льда на тысячелетия законсервировались пузырьки воздуха вместе с микроорганизмами. Лед тает, патогены освобождаются. 

Исследователи из США изучили микробное сообщество в образцах ледяного керна из тибетского ледника Гулия возрастом 15 тысяч лет. Помимо многочисленных бактерий, ПЦР-анализ выявил генетические последовательности как минимум 33 вирусных популяций, 28 из которых — ранее неизвестные древние вирусы. Для 14 из них ученые, используя метод сходства вирусных и бактериальных нуклеотидных последовательностей, нашли в тех же образцах микробов-хозяев.

Значит, древние вирусы сохранили способность заражать организмы, в данном случае — бактерии. 

Старт российской палеовирусологии 

Ученые Северо-Восточного федерального университета в Якутске (СВФУ) и Государственного научного центра вирусологии и биотехнологии "Вектор" недавно сообщили о запуске российского проекта по изучению древних вирусов в останках животных из растаявшей вечной мерзлоты. 

Первым объектом для отбора биологического материала стала лошадь, найденная в Верхоянском районе в 2009 году. Возраст — 4450 лет, а главная научная ценность находки в том, что удалось расшифровать полный ядерный геном древнего животного. 

Основой для исследования послужат мягкие ткани мамонтов и других представителей доисторической фауны — лосей, собак, куропаток, различных грызунов и зайцеобразных, хранящиеся в специальных морозильных камерах Музея мамонта СВФУ. Специалисты надеются, что современные методы полногеномного секвенирования позволят получить данные по всему биоразнообразию микроорганизмов в каждой пробе. 

Мумия древней лошади из Верхоянского района 

"Если нуклеиновые кислоты не подвергнутся деструкции, мы сможем получить данные об их составе и установить, как он менялся, каким было эволюционное развитие событий. Мы сможем получить те значимые тенденции, которые определяют текущую ситуацию, и возможность определить эпидемиологический потенциал ныне существующих инфекционных агентов", — приводятся в пресс-релизе СВФУ слова одного из участников проекта, научного сотрудника отдела биофизики и экологических исследований ГНЦ "Вектор" Олеси Охлопковой.

Ученые отмечают, что у них нет задачи "возродить" палеовирусы, наоборот — они пытаются извлечь древние патогены из вечной мерзлоты, чтобы лучше изучить их, оценить потенциальную опасность для человека и предложить методы борьбы с ними.