Операция «Джой», или Как воспитывают вирусы

«Это невозможно!» — в один голос утверждали мои собеседники. Но затем, немного подумав, уточняли: «Пока что». Речь шла о возможности использовать вирусы растений в качестве оружия биотерроризма — именно эту проблему обсуждали мировые знаменитости на научной конференции в Киеве, организованной учеными Киевского национального университета имени Тараса Шевченко при поддержке научных фондов НАТО.

— Вирусы растений вряд ли могут выступать в роли биологического оружия, —выразил общее мнение профессор французского Института защиты растений Эрве Лекок. — Распространяются они насекомыми, а значит, могут не только разойтись по всему миру, но и вернуться в ту страну, из которой были посланы. К тому же обычный, не измененный, вирус вряд ли навредит всему сельскому хозяйству страны. На мой взгляд, в качестве оружия могут использоваться разве что генетически модифицированные вирусы, которых «научили», к примеру, производить токсины. Но применять их смогут лишь лет через десять, поскольку существует целый ряд проблем. Одна из них — искусственно введенные гены в генетическом аппарате вируса надолго не задерживаются, а при каждой последующей репродукции вирус будет постепенно терять способность синтезировать яд.

— Существует множество других способов навредить человечеству, — считает другой участник конференции, профессор университета г. Валенсия Мариано Камбра. — Даже чтобы погубить растение, вовсе не обязательно использовать вирусы — достаточно, скажем, ввести вредные химикаты в систему орошения. Вирус же сам по себе причиняет серьезный ущерб растениям: он разносится с помощью семян или насекомых и может легко вызвать эпидемии не только сельскохозяйственных растений, но и диких видов. «Хороший» вирус влияет на растение так же, как и различные токсины или используемые в сельском хозяйстве инсектициды. Правда, не в глобальных масштабах.

Впрочем, ученые разных стран собрались обсудить не столько нереальную, с их точки зрения, идею, сколько современные пути развития вирусологии растений. Тем не менее сторонний наблюдатель без труда заметил бы, что огромная часть сегодняшних научных исследований в этой области так или иначе связана с биотерроризмом.

— Тема конференции, действительно, очень важная, — рассказывает заведующий лабораторией молекулярной биологии вирусов Орегонского университета профессор Валериан Доля, — поскольку вирусы вызывают массу болезней сельскохозяйственных культур. Поэтому ими интересуются правительства и даже военные организации, такие как НАТО. Нам предложили обсудить возможности использования вирусов в военных или террористических целях, а также как средства защиты от различных инфекционных агентов.

Лаборатория, в которой я работаю, занимается больше вторым аспектом проблемы. Мы берем вирусы, которые люди обычно считают вредными, и пытаемся сделать их полезными. Почему вирусы такие вредные? Потому что, попадая в организм человека или растения, они заставляют «хозяина» делать то, что нужно именно им. По сути, вирусы работают как компьютерные программы: вы вставляете диск, и компьютер после этого делает то, что ему «диктует» диск. Также и вирусы: они попадают в организм и заставляют клетки синтезировать новые вирусы или же, как в нашем случае, вакцины против рака. (Разумеется, мы не занимаемся производством, а лишь разрабатываем необходимые для него технологии.)

— Каким же образом вы «перевоспитываете» вирусы?

— Наша идея очень проста. Скажем, существует вирус папилломы, который вызывает развитие бородавок, а у женщин еще и рак. Мы берем из этого болезнетворного вируса один ген, который вставляем в вирус растения, получаем новый вирус, которым и заражаем затем растение. В результате, когда развивается болезнь, размножается уже нужный нам вирус — благодаря ему в растении накапливается белок вируса папилломы. Его можно очистить, и это уже готовая вакцина. То есть растение превращается в своеобразную фабрику по производству вакцин.

Эти технологии можно использовать и для защиты от потенциальных террористических актов. Например, появляется новый вирус, специально занесенный для заражения людей. Его нужно идентифицировать, понять, какие в нем содержатся гены, и дальше действовать по описанной схеме: взять какой-нибудь ген, вставить его в вирус растения, накопить большое количество вакцинного белка и использовать его для вакцинирования. При уже разработанной технологии на создание такой вакцины уйдет от одного до нескольких месяцев.

— Получается, главное — вовремя обнаружить «вражеского агента»?

— Конечно, поэтому многие мои коллеги-вирусологи растений работают над тем, чтобы максимально быстро находить новые вирусы, определять и создавать семенной материал или новые сорта растений, которые легко использовать в сельском хозяйстве.

— А сами растения не умеют защищаться от вирусов?

— У растений тоже существует иммунная система, но совершенно иная, нежели у человека. Они обладают способностью узнавать не чужие белки, а нуклеиновые кислоты «агрессора», то есть его генетический материал. Обнаружив чужую нуклеиновую кислоту, растения ее уничтожают, не трогая при этом свою собственную.

Опасность, которую могут представлять вирусы растений, не стоит преуменьшать. И не только потому, что, используя их, можно нанести огромный экономический ущерб конкретному государству. Особенно в тех случаях, когда нужно, чтобы все выглядело как обычное стихийное бедствие и не наводило на мысли о терроризме.

Существует и другая, больше гипотетическая, опасность. По своим генетическим и молекулярным свойствам вирусы растений похожи на своих собратьев, поражающих животных и человека, а при «оккупации» организмов они используют похожие клеточные структуры. Именно поэтому многие ученые используют вирусы растений в качестве модели, позволяющей понять, как работает и защищается клетка, в том числе и человеческая: хотя структура клеток у нас разная, но принципиальная система организации — весьма похожа.

Более того, у многих вирусов растений есть очень близкие родственники, которые заражают человека. Возможно, слегка модифицировав их, можно будет напрямую заражать людей опасным вирусом, не вызывая при этом подозрений в чьем-то злом умысле?

— Есть примеры, когда достаточно серьезные проблемы возникали в результате распространения вирусных инфекций растений, — рассказывает заведующий кафедрой вирусологии Киевского университета имени Тараса Шевченко профессор Валерий Полищук. — И хотя еще никто нигде не доказал, что для нанесения ущерба был использован вирусный возбудитель, косвенных доказательств этому достаточно много, особенно во времена холодной войны.

Судите сами. Вирусы растений безопасны для самих террористов, нет необходимости в специальных мерах безопасности, такие вирусы легко получить, а также их несложно модифицировать в более вирулентные и агрессивные формы — необходима лишь теплица и лаборатория. Именно поэтому культуры, интенсивно выращиваемые на небольших территориях, например, тепличные растения, с этой точки зрения наиболее уязвимы. Учитывая, что многие тепличные культуры потребляют в свежем виде после транспортировки на большие расстояния и в другие страны, то латентная инфекция модифицированным вирусом, несущим генетическую информацию вредного компонента, вполне может приводить к получению токсичных или аллергенных продуктов. Хотя, конечно, время, необходимое для развития эпидемии, делает вирусы растений малопригодными для терроризма.

— Но если я, к примеру, хочу навредить своему соседу по дачному участку…

— …То покупаю, скажем, жесткий штамм вируса картофеля, весной разбрызгиваю его на соседском поле, и три года могу быть спокойным, что никакого картофеля у соседа вообще не будет. Если сегодня мы еще можем относиться к этому делу спокойно, то с развитием технологий, уровня контактов между странами вирусные болезни растений могут стать значительной угрозой с точки зрения подрыва «кормовой базы человечества». Они могут наносить не только экономические потери, но и, самое главное, вызывать голод в локальных регионах.

— Это если с целой страной поступить так же, как с соседским полем?

— Совершенно верно. Вот одна из историй, на основе которой был даже написан роман под названием «Операция «Джой». Речь идет о первых годах независимости Кубы, когда на поля якобы разбрасывали капсулы с насекомыми, зараженными вирусом, поражающим сахарный тростник. В результате Куба потеряла до 50% урожая своего основного экспортного продукта. Доказать это нельзя, хотя сегодня это уже сделать намного проще.

— Каким образом?

— Выделить этот изолят и показать, что его здесь никогда не было. После чего сразу возникнет вопрос: откуда он здесь взялся, причем в таких концентрациях? Сегодня у вирусологов есть большой опыт идентификации патогенов и борьбы с ними. Хотя и не все европейские страны имеют равный технический потенциал. В некоторых, как, скажем, в Голландии, где разработаны соответствующие стандарты, инфицированность посевного материала не превышает 1%.

Для сравнения: в Украине неудовлетворительное санитарное состояние отмечено у 98% картофеля, собранного с частных участков. В последние десять лет каждый колхоз стремился купить как можно более дешевый посадочный материал, желательно импортный. В результате Западная Европа все свое выбракованное и приготовленное к уничтожению, за копейки продавала нам.

— Что же мы вообще не проводим вирусную диагностику всего завозимого?

— Почему, проводим, но главным образом в Киеве. Карантинная же служба Украины не имеет специфических возможностей для оценки именно этих веществ. Поэтому наиболее опасные проходят в страну незамеченными. Только сейчас некоторые чиновники начали над этим задумываться. В частности, в Одесской карантинной службе предложили обсудить конкретную программу действий. Они за свои заработанные деньги приобрели оборудование для этой диагностики. Но это единственный пример. До недавних пор никто такой диагностики не проводил: пока наши транспорты не начали возвращать из-за того, что нет сертификации на некоторые вирусы.

— Допустим, вирус обнаружили. Что дальше? Как с ним бороться?

— Вирусные заболевания сегодня не лечатся — что бы кто ни говорил. Но зная, что такой вирус есть, мы можем готовить котрмеры к следующему году или локализовать вспышку уже в нынешнем. Например, посеяли озимую пшеницу, перед новым годом протестировали и выяснили, что на самом деле мы посеяли ее слишком рано, когда тля, которая могла питаться на этой пшенице, перелетела с дикой травы (резервуара вирусов) и перенесла огромное количество вирусов на посевы озимой пшеницы. А это значит, что когда пшеница после зимовки выйдет в первую стадию зрелости, это совпадет с массовым выходом новой популяции тли, и мы потеряем большую часть урожая. Значит, нужно готовиться к тому, чтобы в короткий промежуток выхода тли из яиц узконаправленным инсектицидом нанести точечный удар и разорвать эпидемическую цепь.

— А прививки растениям делают?

— Делают, но, как правило, очень дорогим растениям, и на закрытом грунте. Да, есть такое понятие, как вакцинация растений: сидят люди и шприцами вводят вакцину, скажем, в маленькие помидорчики. Ну, это не совсем иммунитет с точки зрения человека, скорее, стимуляция защитных сил организма. Но это очень дорого, поскольку ручная работа. Поэтому Запад считает, что проще и дешевле создать трансгенное растение.

— Если такие меры принимаются для защиты растений и, значит, вирусологи готовятся дать отпор «захватчикам», то почему участники конференции утверждают, что практически использовать вирусы растений для террористических целей невозможно?

— Жалко, что вы не были на наших дискуссиях, где уважаемые ученые приводили следующие аргументы: «Вы можете представить, чтобы интеллигентный человек, ученый, взял пробирку и пошел на поле разливать этот вирус? Нет!» И я не могу. Но если абстрагироваться от того, что это должен быть интеллигентный человек, ученый, и представить на его месте прагматичного заказчика… Проблема не в том, что эти вирусы будут использоваться сейчас, поскольку в целом общество не готово воспринимать вирусные агенты растений как таковые, которые могут привести к чему-то серьезному.

Да и нужных специалистов крайне мало. Политика последнего времени, в том числе и ЕС, направлена на снижение финансирования фитовирусологии, что совершенно непонятно. Каким-то образом происходит вытеснение этого направления на обочину вирусологии. Здесь можно пофантазировать. Предположить, что это делается сознательно, чтобы через какое-то время вообще не осталось людей, которые в этом что-либо понимают, и тогда на этом «поле» можно «играть» так, как захочется кому-то, кто готовит почву сегодня.