Операція «Джой», або Як виховують віруси

«Це неможливо!» — в один голос стверджували мої співрозмовники. Але потім, трохи подумавши, уточнювали: «Поки що». Йшлося про можливість використовувати віруси рослин як зброю біотероризму — саме цю проблему обговорювали світові знаменитості на науковій конференції в Києві, організованій вченими Київського національного університету імені Тараса Шевченка за підтримки наукових фондів НАТО.

— Віруси рослин навряд чи можуть виступати в ролі біологічної зброї, — висловив спільну думку професор французького Інституту захисту рослин Ерве Лекок. — Поширюються вони комахами, а отже, можуть не тільки розійтися по всьому світі, а й повернутися в ту країну, з якої були вислані. До того ж малоймовірно, що звичайний, не змінений, вірус нашкодить усьому сільському господарству країни. На мій погляд, як зброя можуть використовуватися хіба що генетично модифіковані віруси, «навчені», приміром, виробляти токсини. Але застосовувати їх зможуть лише років через десять, оскільки існує низка проблем. Одна з них — штучно введені гени в генетичному апараті вірусу надовго не затримуються, а при кожній наступній репродукції вірус поступово втрачатиме здатність синтезувати отруту.

— Існує безліч інших способів нашкодити людству, — вважає учасник конференції, професор університету м. Валенсія Маріано Камбра. — Щоб згубити рослину, зовсім не обов’язково використовувати віруси — досить, скажімо, увести шкідливі хімікати в систему зрошення. Вірус же сам по собі завдає серйозних збитків рослинам: він розноситься з допомогою насіння або комах і може легко викликати епідемії не лише сільськогосподарських рослин, а й диких видів. «Хороший» вірус впливає на рослину так само, як і різні токсини чи використовувані в сільському господарстві інсектициди. Щоправда, не в глобальних масштабах.

Утім, учені різних країн зібралися обговорити не стільки нереальну, на їхню думку, ідею, скільки сучасні шляхи розвитку вірусології рослин. Хоча очевидним було й те, що величезна частина сьогоднішніх наукових досліджень у цій галузі так чи інакше пов’язана з біотероризмом.

— Тема конференції, справді, дуже важлива, — розповідає завідувач лабораторії молекулярної біології вірусів Орегонського університету професор Валеріан Доля, — оскільки віруси викликають масу хвороб сільськогосподарських культур. Тому ними цікавляться уряди і навіть військові організації, такі як НАТО. Нам запропонували обговорити можливості використання вірусів у воєнних або терористичних цілях, а також як засоби захисту від різних інфекційних агентів.

Лабораторія, де я працюю, займається більше другим аспектом проблеми. Ми беремо віруси, котрі люди зазвичай вважають шкідливими, і намагаємося зробити їх корисними. Чому віруси такі шкідливі? Тому що, потрапляючи в організм людини чи рослини, вони змушують «хазяїна» робити те, що потрібно саме їм. По суті, віруси працюють як комп’ютерні програми: ви вставляєте диск, і комп’ютер після цього робить те, що йому «диктує» диск. Так само і віруси: вони потрапляють в організм і змушують клітини синтезувати нові віруси або ж, як у нашому випадку, вакцини проти раку. (Зрозуміло, ми не займаємося виробництвом, а тільки розробляємо необхідні для нього технології. )

— Яким же чином ви «перевиховуєте» віруси?

— Наша ідея дуже проста. Скажімо, існує вірус папіломи, котрий викликає розвиток бородавок, а у жінок ще й рак. Ми беремо з цього хвороботворного вірусу один ген, який вставляємо у вірус рослини, отримуємо новий вірус, котрим і заражаємо потім рослину. У результаті, коли розвивається хвороба, розмножується вже потрібний нам вірус — завдяки йому в рослині накопичується білок вірусу папіломи. Його можна очистити, і це вже готова вакцина. Тобто рослина перетворюється на своєрідну фабрику з виробництва вакцин.

Такі технології можна використовувати і для захисту від потенційних терористичних актів. Наприклад, з’являється новий вірус, спеціально занесений для зараження людей. Його потрібно ідентифікувати, зрозуміти, які в ньому містяться гени, і далі діяти за описаною схемою: взяти якийсь ген, вставити його у вірус рослини, накопичити велику кількість вакцинного білка і використовувати його для вакцинації. При вже розробленій технології на створення такої вакцини піде від одного до кількох місяців.

— Виходить, головне — вчасно виявити «ворожого агента»?

— Звісно, тому багато моїх колег, вірусологи рослин працюють над тим, щоб максимально швидко знаходити нові віруси, визначати і створювати насіннєвий матеріал або нові сорти рослин, які легко використовувати в сільському господарстві.

— А самі рослини не вміють захищатися від вірусів?

— У рослин теж існує імунна система, але зовсім інша, аніж у людини. Вони мають здатність упізнавати не чужі білки, а нуклеїнові кислоти «агресора», тобто його генетичний матеріал. Виявивши чужу нуклеїнову кислоту, рослини її знищують, не чіпаючи при цьому свою власну.

Небезпеку, яку можуть становити віруси рослин, не варто применшувати. І не тільки тому, що, використовуючи їх, можна завдати величезного економічного збитку конкретній державі. Особливо в тих випадках, коли потрібно, щоб усе мало вигляд звичайного стихійного лиха і не наштовхувало на думку про тероризм.

Існує й інша, більш гіпотетична небезпека. За своїми генетичними та молекулярними властивостями віруси рослин схожі на своїх родичів, які вражають тварин і людину, а при «окупації» організмів вони використовують схожі клітинні структури. Саме тому багато вчених використовують віруси рослин як модель, котра дозволяє зрозуміти, як працює і захищається клітина, у тому числі й людська: хоча структура клітин у нас різна, але принципова система організації — дуже схожа.

Більше того, у багатьох вірусів рослин є дуже близькі родичі, котрі заражають людину. Певно, трохи модифікувавши їх, можна буде безпосередньо заражати людей небезпечним вірусом, не викликаючи при цьому підозр у чиємусь злому намірі?

— Є приклади, коли досить серйозні проблеми виникали у результаті поширення вірусних інфекцій рослин, — розповідає завідувач кафедрою вірусології Київського університету імені Тараса Шевченка професор Валерій Поліщук. — І хоча ще ніхто ніде не довів, що для завдавання збитку було використано вірусний збудник, побічних доказів цього чимало, особливо за часів холодної війни.

Міркуйте самі. Віруси рослин безпечні для самих терористів, немає необхідності в спеціальних заходах безпеки, такі віруси легко отримати, а також їх нескладно модифікувати в більш вірулентні й агресивні форми — необхідні лише теплиця і лабораторія. Саме тому культури, інтенсивно вирощувані на невеликих територіях, наприклад, тепличні рослини, із цього погляду найбільш уразливі. Враховуючи, що багато тепличних рослин споживають у свіжому вигляді після транспортування на великі відстані та в інші країни, то латентна інфекція модифікованим вірусом, який несе генетичну інформацію шкідливого компонента, цілком може призводити до отримання токсичних чи алергенних продуктів. Хоча, звісно, час, необхідний для розвитку епідемії, робить віруси рослин малопридатними для тероризму.

— А якщо я, приміром, хочу нашкодити своєму сусіду по дачній ділянці…

—… То купую, скажімо, жорсткий штам вірусу картоплі, навесні розприскую його на сусідському полі, і три роки можу бути спокійний, що ніякої картоплі у сусіда взагалі не буде. Коли сьогодні проблема ще не набула гостроти, то з розвитком технологій, рівня контактів між країнами вірусні хвороби рослин можуть стати значною загрозою з погляду підриву «кормової бази людства». Вони можуть завдавати не лише економічних збитків, а й, найголовніше, викликати голод у локальних регіонах.

— Це якщо з цілою країною вчинити так само, як із сусідським полем?

— Цілком правильно. Ось одна з історій, на основі якої було навіть написано роман під назвою «Операція «Джой». Йдеться про перші роки незалежності Куби, коли на поля нібито розкидали капсули з комахами, зараженими вірусом, який вражає цукрову тростину. У результаті Куба втратила до 50% врожаю свого основного експортного продукту. Довести щось не можна, хоча сьогодні це вже зробити значно простіше.

— Яким чином?

— Виділити цей ізолят і показати, що його тут ніколи не було. Після чого відразу виникне запитання: звідки він тут узявся, причому в таких концентраціях? Сьогодні у вірусологів є великий досвід ідентифікації патогенів і боротьби з ними. Хоча й не всі європейські країни мають однаковий технічний потенціал. У деяких, як, скажімо, в Голландії, де розроблено відповідні стандарти, інфікованість посівного матеріалу не перевищує 1%.

Для порівняння: в Україні незадовільний санітарний стан відзначено у 98% картоплі, зібраної з приватних ділянок. В останні десять років кожен колгосп прагнув купити якомога дешевший посадковий матеріал, бажано імпортний. У результаті Західна Європа все своє вибраковане і приготовлене до знищення за копійки продавала нам.

— Чого ж ми взагалі не проводимо вірусну діагностику всього завезеного?

— Чому, проводимо, але головним чином у Києві. Карантинна ж служба України не має специфічних можливостей для виявлення саме цих речовин. Тому найнебезпечніші потрапляють у країну непоміченими. Тільки тепер деякі чиновники почали над цим замислюватися. Зокрема в Одеській карантинній службі запропонували обговорити конкретну програму дій. Вони за свої зароблені гроші придбали обладнання для цієї діагностики. Але це єдиний приклад. Донедавна ніхто таку діагностику не проводив: допоки наші транспорти не почали повертати через те, що немає сертифікації на деякі віруси.

— Припустимо, вірус виявили. Що далі? Як із ним боротися?

— Вірусні захворювання сьогодні не лікуються — хоч би хто що казав. Але знаючи про наявність такого вірусу, ми можемо готувати котрзаходи до наступного року чи локалізувати спалах уже цьогоріч. Наприклад, посіяли озиму пшеницю, перед Новим роком провели тестування і з’ясували, що посіяли її занадто рано, коли попелиця, яка могла харчуватися на цій пшениці, перелетіла з дикої трави (резервуара вірусів) і перенесла величезну кількість вірусів на посіви озимої пшениці. А це означає, що, вихід пшениці після зимівлі в першу стадію зрілості збігається з масовим виходом нової популяції попелиці, і ми втратимо більшу частину врожаю. Виходить, потрібно готуватися до того, щоб у короткий проміжок виходу попелиці з яєць вузькоспрямованим інсектицидом завдати крапкового удару і розірвати епідемічний ланцюг.

— А щеплення рослинам роблять?

— Роблять, але, як правило, дуже дорогим рослинам, і на закритому грунті. Так, є поняття вакцинації рослин: сидять люди і шприцами уводять вакцину, скажімо, у маленькі помідорчики. Ну, це не зовсім імунітет із погляду людини, радше, стимуляція захисних сил організму. Але це дуже дорого, оскільки ручна робота. Тому Захід вважає, що простіше й дешевше створити трансгенну рослину.

— Якщо такі заходи вживають для захисту рослин, а отже, вірусологи готуються дати відсіч «загарбникам», то чому учасники конференції стверджують, що практично використовувати віруси рослин для терористичних цілей неможливо?

— Шкода, що ви не були на наших дискусіях, де поважні вчені наводили такі аргументи: «Ви можете уявити, щоб інтелігентна людина, вчений, узяв пробірку і пішов на поле розливати цей вірус? Ні!» І я не можу. Але коли абстрагуватися від того, що це має бути інтелігентна людина, вчений, і уявити на його місці прагматичного замовника... Проблема не в тім, що ці віруси використовуватимуть нині, оскільки в цілому суспільство не готове сприймати вірусні агенти рослин як такі, що можуть призвести до чогось серйозного.

Та й потрібних спеціалістів украй мало. Політика останнього часу, в тому числі й ЄС, спрямована на зниження фінансування фітовірусології, що зовсім незрозуміло. Якимось чином відбувається витискання цього напряму на узбіччя вірусології. Тут можна пофантазувати. Припустити, що це робиться свідомо, аби через якийсь час узагалі не залишилося людей, котрі на цьому розуміються, і тоді на такому «полі» можна «грати» так, як захочеться комусь, хто готує грунт сьогодні.