Кто создает вирусы и как они распространяются

Обновлено: 17.04.2024

Главная задача биологии — это развитие представлений у человека о живых организмах, о многообразии видов, обо всех закономерностях развития живых существ, а также об их взаимодействии с окружающей природой. Предмет основы безопасности жизнедеятельности (ОБЖ) позволяет получить знания и умения, которые помогут сохранить жизнь и здоровье в опасных ситуациях. Эти ситуации всегда возникают неожиданно, но, тем не менее, большинство из них предсказуемы и к ним можно подготовиться заранее. ОБЖ учит нас предвидеть возможные опасности и минимизировать потери от той или иной ситуации. Сегодня мы сталкиваемся с новым видом вирусной опасности COVID-19,о котором поговорим с точки зрения биологии и ОБЖ.

Что такое вирус?

Вирус — это неклеточный инфекционный агент. Сегодня нам известно около 6 тысяч различных вирусов, но их существует несколько миллионов. Вирусы не похожи друг на друга и могут иметь как форму сферы, спирали, так и форму сложного асимметричного сплетения. Размеры вирусов варьируются от 20 нм до 300 нм.

Как устроен вирус?

В центре агента находится генетический материал РНК или ДНК, вокруг которого располагается белковая структура — капсид.
Капсид служит для защиты вируса и помогает при захвате клетки. Некоторые вирусы дополнительно покрыты липидной оболочкой, т.е. жировой структурой, которая защищает их от изменений окружающей среды.

Вирусолог Дэвид Балтимор объединил все вирусы в 8 групп, из которых некоторые группы вирусов содержат 1-2 цепочки ДНК. Другие же содержат 1 цепочку РНК, которая может удваиваться или достраивать на своей матрице ДНК. При этом каждая группа вирусов производит себя в различных органеллах зараженной клетки.

Вирусы имеют определенный диапазон хозяев, т.е. он может быть опасен для одних видов и абсолютно безвреден для других. Например, оспой болеет только человек, а чумкой только некоторые виды плотоядных. Вирус не способен выжить сам по себе, поэтому активируется только в хозяйской клетке, используя ее ресурсы и питательные вещества. Цель вируса — создание множества копий себя, чтобы инфицировать другие клетки!

Как вирус попадает в организм?

через физические повреждения (например, порезы на коже)
путём направленного впрыскивания (к примеру, укус комара)
направленного поражения отдельной поверхности (например, при вдыхании вируса через трахею)

к эпителию слизистых оболочек (это например вирус гриппа)
к нервной ткани (вирус простого герпеса)
к иммунным клеткам (вирус иммунодефицита человека)

Геном вируса встраивается в одну из органелл или цитоплазму и превращает клетку в настоящий вирусный завод. Естественные процессы в клетке нарушаются, и она начинает заниматься производством и сбором белка вируса. Этот процесс называется репликацией. И его основная цель — это захват территории. Во время репликации генетический материал вируса смешивается с генами клетки хозяина — это приводит к активной мутации самого вируса, а также повышает его выживаемость. Когда процесс репликации налажен, вирусная частица отпочковывается и заражает уже новые клетки, в то время как инфицированная ранее клетка продолжает производство.

Выход вируса

Вирус создал множество собственных копий, клетка оказывается изнуренной из-за использования ее ресурсов. Больше вирусу клетка не нужна, поэтому клетка часто погибает и новорожденным вирусам приходится искать нового хозяина. Это и есть заключительная стадию жизненного цикла вируса.

Скорость распространения вирусной инфекции

Размножение вирусов протекает с исключительно высокой скоростью: при попадании в верхние дыхательные пути одной вирусной частицы уже через 8 часов количество инфекционного потомства достигает 10³, а концу первых суток − 10²³.

Вирусная латентность

Как вирус распространяется?

воздушно-капельный (кашель, чихание)
с кожи на кожу (при прикосновениях и рукопожатиях)
с кожи на продукты (при прикосновениях к пище грязными руками вирусы могут попасть в пищеварительную и дыхательную системы)
через жидкие среды организма (кровь, слюну и другие)

Почему с вирусами так тяжело бороться?

Сегодня людям уже удалось победить некоторые вирусы, а некоторые взять под жесткий контроль. Например, Оспа (она же черная оспа). Болезнь вызывается вирусом натуральной оспы, передается от человека к человеку воздушно-капельным путем. Больные покрываются сыпью, переходящей в язвы, как на коже, так и на слизистых внутренних органов. Смертность, в зависимости от штамма вируса, составляет от 10 до 40 (иногда даже 70%), На сегодняшний день вирус полностью истреблен человечеством.

Кроме того, взяты под контроль такие заболевания, как бешенство, корь и полиомиелит. Но помимо этих вирусов существует масса других, которые требуют разработок или открытия новых вакцин.

Коронавирус

Виновником эпидемии, распространяющейся сегодня по миру, стал коронавирус, вирусная частица в 0,1 микрона. Свое название он получил благодаря наростам на своей структуре, своеобразным шипам. Внутри вируса спрятан яд, с помощью которого он подчиняет себе зараженный организм. Этот вирус воздействует не только на человека, но и на птиц, свиней, собак и летучих мышей. В настоящий момент выделяют от 30 до 39 разновидностей коронавирусной инфекции. Но для человека патогенно всего 6. И как любой другой вирус COVID-19 мутирует.

К наиболее распространенным симптомам COVID-19 относятся повышение температуры тела, сухой кашель и утомляемость. К более редким симптомам относятся боли в суставах и мышцах, заложенность носа, головная боль, конъюнктивит, боль в горле, диарея, потеря вкусовых ощущений или обоняния, сыпь и изменение цвета кожи на пальцах рук и ног. Как правило, эти симптомы развиваются постепенно и носят слабо выраженный характер. У некоторых инфицированных лиц болезнь сопровождается очень легкими симптомами.

Сколько же может жить этот вирус вне организма? Все зависит от типа вируса и от той поверхности, на которую вирусы попали. В качестве примера было рассмотрено 3 вируса, по которым велись исследования. Изучали время, на которое может задерживаться вирус на различных поверхностях. Данные приведены в таблице.

Поскольку пока не изобретено вакцины от COVID-19, в целях защиты от инфекции самым важным для нас является соблюдение гигиены.

Гигиена — раздел медицины, изучающий влияние жизни и труда на здоровье человека и разрабатывающая меры (санитарные нормы и правила), направленные на предупреждение заболеваний, обеспечение оптимальных условий существования, укрепление здоровья и продление жизни.

Сегодня следует соблюдать определенные правила гигиены:

Соблюдение режима труда и отдыха, не допускающего развития утомления и переутомления.
Выполнение условий, обеспечивающих здоровый и полноценный сон (свежий воздух, отсутствие шума, удобная постель, оптимальная продолжительность).
Правильное здоровое питание в соответствии с потребностями организма.
Комфортный микроклимат в жилище (температура, влажность и подвижность воздуха, естественная и искусственная освещенность помещений).
Содержание в чистоте тела и тщательный уход за зубами.
Спокойное и корректное поведение в конфликтных ситуациях.

Теория самовоспроизводящихся автоматов

Программа Creeper

Вирус Rabbit

Первый троянец

Согласно сайту Fourmilab, первый троянец по названием ANIMAL (хотя есть споры относительно того, были ли это действительно троянец или просто вирус) был разработан компьютерным программистом Джоном Уолкером в 1975 г. В то время были очень популярны компьютерные игры, в которых пользователь загадывал какое-нибудь животное, а программа должна была его угадать за 20 вопросов. Уолкер написал одну из таких игр, и она стала популярной. Чтобы поделиться ее со своими друзьями, Уолкер записывал и передавал ее на магнитной ленте. Чтобы упростить эту процедуру, Уолкер создал программу PERVADE, которая устанавливалась на компьютер вместе с игрой ANIMAL. Пока пользователь играл в игру, PREVADE проверял все доступные пользователю директории на компьютере, а затем копировал ANIMAL во все директории, где этой программы не было. Вредоносной цели здесь не было, но ANIMAL и PREVADE подпадают под определение троянца: по сути, внутри программы ANIMAL была запрятана другая программа, которая выполняла действия без согласия пользователя.

Вирус загрузочного сектора Brain

Вирус ILoveYou

Червь Code

Червь Code Red был так называемым бестелесным червем – он существовал только в памяти и не предпринимал попыток заразить файлы в системе. Используя брешь в системе безопасности Microsoft Internet Information Server, червь всего за несколько часов распространился по всему миру и вызвал хаос, внедряясь в протоколы обмена информацией между компьютерами.

Как пишет сайт Scientific American, зараженные компьютеры в итоге были использованы для проведения DDoS-атаки на веб-сайт Белого дома – Whitehouse.gov.

Heartbleed

Будущее компьютерных вирусов

На протяжении уже более 60 лет компьютерные вирусы находятся в сфере коллективного человеческого сознания. То, что однажды было лишь кибер-вандализмом, быстро превратилось в киберпреступление. Быстро развиваются черви, троянцы и вирусы. Хакеры мотивированы и умны, они всегда стремятся тестировать на прочность системы и код, расширять границы доступных им методов и изобретать новые способы заражения. В будущем киберпреступники, вероятно, будут чаще взламывать PoS-терминалы – в качестве хорошего примера можно привести недавний троянец удаленного доступа Moker. Этот новый троянец сложно обнаружить, тяжело удалить – он обходит все известные механизмы защиты. Ничего не известно наверняка; постоянные перемены – в самой природе постоянной борьбы между киберпреступниками и системами защиты.

Пользователи компьютеров Windows и Mac, смартфонов и планшетов находятся под постоянно растущей угрозой, исходящей от компьютерных вирусов и вредоносных программ. Принятие мер означает понимание того, с чем вы столкнулись. Рассмотрим основные типы вредоносных программ и их последствия.

Краткий обзор

1. Вирусы

2. Черви

3. Рекламное ПО

4. Шпионское ПО

Шпионское ПО делает то, что предполагает его название - следит за вашими действиями на компьютере. Оно собирает информацию (например, регистрирует нажатия клавиш на клавиатуре вашего компьютера, отслеживает, какие сайты вы посещаете и даже перехватывает ваши регистрационные данные), которая затем отправляется третьим лицам, как правило, киберпреступникам. Оно также может изменять определенные параметры защиты на вашем компьютере или препятствовать сетевым соединениям. Как пишет TechEye, новые типы шпионских программ позволяют злоумышленникам отслеживать поведение пользователей (естественно, без их согласия) на разных устройствах.

5. Программы-вымогатели

Программы-вымогатели заражают ваш компьютер, затем шифруют конфиденциальные данные, например, личные документы или фотографии, и требуют выкуп за их расшифровку. Если вы отказываетесь платить, данные удаляются. Некоторые типы программ-вымогателей могут полностью заблокировать доступ к вашему компьютеру. Они могут выдавать свои действия за работу правоохранительных органов и обвинить вас в каких-либо противоправных поступках. В июне 2015 года в Центр приёма жалоб на мошенничество в Интернете при ФБР обратились пользователи, сообщившие о финансовых потерях на общую сумму 18 000 000 долларов в результате деятельности вируса-вымогателя CryptoWall.

6. Боты

Боты - это программы, предназначенные для автоматического выполнения определенных операций. Они могут использоваться для легитимных целей, но злоумышленники приспособили их для своих вредоносных целей. Проникнув в компьютер, боты могут заставить его выполнять определенные команды без одобрения или вообще без ведома пользователя. Хакеры могут также пытаться заразить несколько компьютеров одним и тем же ботом, чтобы создать бот-сеть, которая затем будет использоваться для удаленного управления взломанными машинами - красть конфиденциальные данные, следить за действиями жертвы, автоматически распространять спам или запускать разрушительные DDoS-атаки в компьютерных сетях.

7. Руткиты

Руткиты позволяют третьей стороне получать удаленный доступ к компьютеру и управлять им. Эти программы используются IT-специалистами для дистанционного устранения сетевых проблем. Но в руках злоумышленников они превращаются в инструмент мошенничества: проникнув в ваш компьютер, руткиты обеспечивают киберпреступникам возможность получить контроль над ним и похитить ваши данные или установить другие вредоносные программы. Руткиты умеют качественно маскировать свое присутствие в системе, чтобы оставаться незамеченными как можно дольше. Обнаружение такого вредоносного кода требует ручного мониторинга необычного поведения, а также регулярного внесения корректировок в программное обеспечение и операционную систему для исключения потенциальных маршрутов заражения.

8. Троянские программы

Более известные как троянцы, эти программы маскируются под легитимные файлы или ПО. После скачивания и установки они вносят изменения в систему и осуществляют вредоносную деятельность без ведома или согласия жертвы.

9. Баги

Баги - ошибки в фрагментах программного кода - это не тип вредоносного ПО, а именно ошибки, допущенные программистом. Они могут иметь пагубные последствия для вашего компьютера, такие как остановка, сбой или снижение производительности. В то же время баги в системе безопасности - это легкий способ для злоумышленников обойти защиту и заразить вашу машину. Обеспечение более эффективного контроля безопасности на стороне разработчика помогает устранить ошибки, но важно также регулярного проводить программные корректировки, направленные на устранение конкретных багов.

Мифы и факты

Существует ряд распространенных мифов, связанных с компьютерными вирусами:

У пользователей есть ряд неправильных представлений о вредоносных программах: например, многие считают, что признаки заражения всегда заметны и поэтому они смогут определить, что их компьютер заражен. Однако, как правило, вредоносное ПО не оставляет следов, и ваша система не будет показывать каких-либо признаков заражения.

Tweet: Как правило, вредоносное ПО не оставляет следов, и ваша система не будет показывать каких-либо признаков заражения. Твитни это!

Так же не стоит верить, что все сайты с хорошей репутацией безопасны. Они также могут быть взломаны киберпреступниками. А посещение зараженного вредоносным кодом легитимного сайта – еще большая вероятность для пользователя расстаться со своей личной информацией. Именно это, как пишет SecurityWeek, произошло с Всемирным банком. Также многие пользователи считают, что их личные данные - фотографии, документы и файлы - не представляют интереса для создателей вредоносных программ. Киберпреступники же используют общедоступные данные для того, чтобы атаковать отдельных пользователей, или собрать информацию, которая поможет им создать фишинговые письма, чтобы проникнуть во внутренние сети организаций.

Стандартные методы заражения

Признаки заражения

Хотя большинство вредоносных программ не оставляет никаких явных следов, и ваш компьютер работает нормально, иногда все же можно заметить признаки возможного заражения. Самый первый из них - снижение производительности, т.е. процессы происходят медленные, загрузка окон занимает больше времени, в фоновом режиме работают какие-то случайные программы. Еще одним настораживающим признаком может считаться измененных домашних интернет-страниц в вашем браузере или более частое, чем обычно, появление всплывающих объявлений. В некоторых случаях вредоносное ПО даже может влиять на базовые функции компьютера: не открывается Windows, нет подключения к Интернету или доступа к более высокоуровневым функциям управления системой более высокого уровня. Если вы подозреваете, что ваш компьютер может быть заражен, немедленно произведите проверку системы. Если заражение не обнаружено, но вы все еще сомневаетесь, получите второе мнение - запустите альтернативный антивирусный сканер.

Компьютерные вирусы и вредоносное ПО: факты и часто задаваемые вопросы

Обзор

Автор

Редакторы

Обратите внимание!

Спонсоры конкурса: Лаборатория биотехнологических исследований 3D Bioprinting Solutions и Студия научной графики, анимации и моделирования Visual Science.

Эволюция и происхождение вирусов

В 2007 году сотрудники биологического факультета МГУ Л. Нефедова и А. Ким описали, как мог появиться один из видов вирусов — ретровирусы. Они провели сравнительный анализ геномов дрозофилы D. melanogaster и ее эндосимбионта (микроорганизма, живущего внутри дрозофилы) — бактерии Wolbachia pipientis. Полученные данные показали, что эндогенные ретровирусы группы gypsy могли произойти от мобильных элементов генома — ретротранспозонов. Причиной этому стало появление у ретротранспозонов одного нового гена — env, — который и превратил их в вирусы. Этот ген позволяет вирусам передаваться горизонтально, от клетки к клетке и от носителя к носителю, чего ретротранспозоны делать не могли. Именно так, как показал анализ, ретровирус gypsy передался из генома дрозофилы ее симбионту — вольбахии [7]. Это открытие упомянуто здесь не случайно. Оно нам понадобится для того, чтобы понять, чем вызваны трудности борьбы с вирусами.

Из давних письменных источников, оставленных историком Фукидидом и знахарем Галеном, нам известно о первых вирусных эпидемиях, возникших в Древней Греции в 430 году до н.э. и в Риме в 166 году. Часть вирусологов предполагает, что в Риме могла произойти первая зафиксированная в источниках эпидемия оспы. Тогда от неизвестного смертоносного вируса по всей Римской империи погибло несколько миллионов человек [8]. И с того времени европейский континент уже регулярно подвергался опустошающим нашествиям всевозможных эпидемий — в первую очередь, чумы, холеры и натуральной оспы. Эпидемии внезапно приходили одна за другой вместе с перемещавшимися на дальние расстояния людьми и опустошали целые города. И так же внезапно прекращались, ничем не проявляя себя сотни лет.

Вирус натуральной оспы стал первым инфекционным носителем, который представлял действительную угрозу для человечества и от которого погибало большое количество людей. Свирепствовавшая в средние века оспа буквально выкашивала целые города, оставляя после себя огромные кладбища погибших. В 2007 году в журнале Национальной академии наук США (PNAS) вышла работа группы американских ученых — И. Дэймона и его коллег, — которым на основе геномного анализа удалось установить предположительное время возникновения вируса натуральной оспы: более 16 тысяч лет назад. Интересно, что в этой же статье ученые недоумевают по поводу своего открытия: как так случилось, что, несмотря на древний возраст вируса, эпидемии оспы не упоминаются в Библии, а также в книгах древних римлян и греков [9]?

Строение вирусов и иммунный ответ организма

Рисунок 1. Первооткрыватель вирусов Д.И. Ивановский (1864–1920) (слева) и английский врач Эдвард Дженнер (справа).

Почти все известные науке вирусы имеют свою специфическую мишень в живом организме — определенный рецептор на поверхности клетки, к которому и прикрепляется вирус. Этот вирусный механизм и предопределяет, какие именно клетки пострадают от инфекции. К примеру, вирус полиомиелита может прикрепляться лишь к нейронам и потому поражает именно их, в то время как вирусы гепатита поражают только клетки печени. Некоторые вирусы — например, вирус гриппа А-типа и риновирус — прикрепляются к рецепторам гликофорин А и ICAM-1, которые характерны для нескольких видов клеток. Вирус иммунодефицита избирает в качестве мишеней целый ряд клеток: в первую очередь, клетки иммунной системы (Т-хелперы, макрофаги), а также эозинофилы, тимоциты, дендритные клетки, астроциты и другие, несущие на своей мембране специфический рецептор СD-4 и CXCR4-корецептор [13–15].

Одновременно с этим в организме реализуется еще один, молекулярный, защитный механизм: пораженные вирусом клетки начинают производить специальные белки — интерфероны, — о которых многие слышали в связи с гриппозной инфекцией. Существует три основных вида интерферонов. Синтез интерферона-альфа (ИФ-α) стимулируют лейкоциты. Он участвует в борьбе с вирусами и обладает противоопухолевым действием. Интерферон-бета (ИФ-β) производят клетки соединительной ткани, фибробласты. Он обладает таким же действием, как и ИФ-α, только с уклоном в противоопухолевый эффект. Интерферон-гамма (ИФ-γ) синтезируют Т-клетки (Т-хелперы и (СD8+) Т-лимфоциты), что придает ему свойства иммуномодулятора, усиливающего или ослабляющего иммунитет. Как именно интерфероны борются с вирусами? Они могут, в частности, блокировать работу чужеродных нуклеиновых кислот, не давая вирусу возможности реплицироваться (размножаться).

Причины поражений в борьбе с ВИЧ

Тем не менее нельзя сказать, что ничего не делается в борьбе с ВИЧ и нет никаких подвижек в этом вопросе. Сегодня уже определены перспективные направления в исследованиях, главные из которых: использование антисмысловых молекул (антисмысловых РНК), РНК-интерференция, аптамерная и химерная технологии [12]. Но пока эти антивирусные методы — дело научных институтов, а не широкой клинической практики*. И потому более миллиона человек, по официальным данным ВОЗ, погибают ежегодно от причин, связанных с ВИЧ и СПИДом.

Подобный вирусный механизм характерен не только для ВИЧ. Он описан и при инфицировании некоторыми другими опасными вирусами: такими, как вирусы Денге и Эбола. Но при ВИЧ антителозависимое усиление инфекции сопровождается еще несколькими факторами, делая его опасным и почти неуязвимым. Так, в 1991 году американские клеточные биологи из Мэриленда (Дж. Гудсмит с коллегами), изучая иммунный ответ на ВИЧ-вакцину, обнаружили так называемый феномен антигенного импринтинга [23]. Он был описан еще в далеком 1953 году при изучении вируса гриппа. Оказалось, что иммунная система запоминает самый первый вариант вируса ВИЧ и вырабатывает к нему специфические антитела. Когда вирус видоизменяется в результате точечных мутаций, а это происходит часто и быстро, иммунная система почему-то не реагирует на эти изменения, продолжая производить антитела к самому первому варианту вируса. Именно этот феномен, как считает ряд ученых, стоит препятствием перед созданием эффективной вакцины против ВИЧ.

Открытие биологов из МГУ — Нефёдовой и Кима, — о котором упоминалось в самом начале, также говорит в пользу этой, эволюционной, версии.

Сегодня не только ВИЧ представляет опасность для человечества, хотя он, конечно, самый главный наш вирусный враг. Так сложилось, что СМИ уделяют внимание, в основном, молниеносным инфекциям, вроде атипичной пневмонии или МЕRS, которыми быстро заражается сравнительно большое количество людей (и немало гибнет). Из-за этого в тени остаются медленно текущие инфекции, которые сегодня гораздо опаснее и коварнее коронавирусов* и даже вируса Эбола. К примеру, мало кто знает о мировой эпидемии гепатита С, вирус которого был открыт в 1989 году**. А ведь по всему миру сейчас насчитывается 150 млн человек — носителей вируса гепатита С! И, по данным ВОЗ, каждый год от этой инфекции умирает 350-500 тысяч человек [33]. Для сравнения — от лихорадки Эбола в 2014-2015 гг. (на состояние по июнь 2015 г.) погибли 11 184 человека [34].

* — Коронавирусы — РНК-содержащие вирусы, поверхность которых покрыта булавовидными отростками, придающими им форму короны. Коронавирусы поражают альвеолярный эпителий (выстилку легочных альвеол), повышая проницаемость клеток, что приводит к нарушению водно-электролитного баланса и развитию пневмонии.

Рисунок 8. Электронная микрофотография воссозданного вируса H1N1, вызвавшего эпидемию в 1918 г. Рисунок с сайта phil.cdc.gov.

Почему же вдруг сложилась такая ситуация, что буквально каждый год появляются новые, всё более опасные формы вирусов? По мнению ученых, главные причины — это сомкнутость популяции, когда происходит тесный контакт людей при их большом количестве, и снижение иммунитета вследствие загрязнения среды обитания и стрессов. Научный и технический прогресс создал такие возможности и средства передвижения, что носитель опасной инфекции уже через несколько суток может добраться с одного континента на другой, преодолев тысячи километров.

Труды профессора Каваоки наделали много шума во всем мире. Он воссоздал вирус, который столетие назад свел в могилу 40 миллионов человек. Однако, пусть это звучит странно, если к нам придет новая пандемия гриппа, мы будем ждать спасения именно от этого человека.

Холодильник заперт и запечатан внутри специального помещения с бетонными стенами. Помещение находится в лаборатории, которая также имеет бетонные стены толщиной 46 см, вдобавок усиленные металлической арматурой. Войти сюда можно лишь через целую анфиладу комнат, которую открывают герметичные люки, вроде тех, что можно увидеть на подводных лодках. Еще здесь всё уставлено датчиками сигнализации — их более пяти сотен, они распределены по всему зданию и установлены на всевозможных приборах, чтобы в случае нежелательного вторжения оповестить охрану и полицию кампуса. Наблюдение за лабораторией ведется круглые сутки.

Биокрепость для Йосихиро

Все эти камеры, герметичные двери и датчики должны работать безукоризненно — таково базовое требование ко всему, что находится в Институте по исследованию гриппа стоимостью $12,5 млн. Он расположился на окраине кампуса Университета Висконсин-Мэдисон.

Каваока (слева) работает вместе со своим ассистентом-постдоком. Фото было сделано в 2001 году, еще до того, как была построена нынешняя лаборатория. Новая лаборатория ежегодно закрывается на четыре-шесть недель для проведения обеззараживания

Пройдя начальную проверку на посту ФБР (это обязательное требование ко всем сотрудникам), работники лаборатории перед входом должны снять с себя всё, включая нижнее белье. Затем надеть специальную рабочую одежду и пару резиновых сапог, имеющих внутренний и внешний чехлы. В таком виде уже можно пройти в тамбур перед входом в лабораторию. Чтобы пройти за следующую дверь, нужно облачиться в комбинезон и перчатки из паропропускающей мембраны Tyvek, сменить сапоги и надеть респиратор с фильтром. После работы в лаборатории всю спецодежду надо снять в строго определенном порядке и принять пятиминутный душ. Под душем тщательно вымыть себя с мылом, включая все открытые полости тела, и хорошенько высморкаться.

Здание, в котором хранятся вирусы, относится к классу BSL-3-ag, то есть к сооружениям с почти наивысшей биологической защитой. Здесь же, кстати, содержится вирус Эбола. Ни одна частичка биоматериала не должна покинуть эти стены.

Угроза гибели человечества? Зачем же профессор занимается всем этим, пусть даже за стенами неприступной крепости? Поначалу Каваока отказался отвечать нам на этот вопрос, но затем согласился на часовую беседу в переговорной напротив двери его лаборатории, причем в присутствии руководителя факультета. Ученый будто ждал вопроса, который задают все, кто знает, чем занимается профессор, даже коллеги из высших научных сфер.

Он сумасшедший?

За пределами колец безопасности, университета и города Мэдисон, где власти непоколебимы в своей поддержке профессора и даже построили ему институт за $12,5 млн (отвергнув других соискателей), этот вопрос обсуждался множеством людей, мнению которых можно доверять в разной степени. Отчет о работе над вирусом H5N1, содержавший очень подробное описание методов строительства возбудителей болезни, вызвал столь неоднозначную реакцию, что консультативный совет Национального института здравоохранения рекомендовал засекретить часть этих исследований от широкой публики, в то время как планировалось их обнародование в журнале Nature.

Негативно настроенные ученые считают, что работа Каваоки нарушает Нюрнбергский кодекс по биоэтике в части правил работы с биологическими агентами, а конструирование искусственных биологических патогенов создает опасность катастрофы, в том случае, если из-за какого-либо происшествия в лаборатории вирусы выйдут за ее пределы и попадут в природу. Оппоненты профессора полагают, что эти опасные работы следует прекратить.

Эта и подобные перепубликации в социальных сетях превратили информацию о работе Каваоки в настоящий сетевой вирус. Твиты и посты в блогах, посвященные этой теме, стали распространяться с огромной скоростью, в том числе в тех сетевых сообществах, участники которых понимали в вопросах биологии не больше цыпленка. Ученый постоянно получает по электронной почте угрозы. Каваока пересылает эти письма в ФБР и старается думать только о работе.

Грипп, утки и свиньи

Получается, никакой логически обоснованной цели у исследований Каваоки нет. Вирусов гриппа вокруг нас и так достаточно, причем во множестве форм. Вирусы несут в себе водоплавающие птицы, особенно утки, и чаще всего они не обнаруживают никаких симптомов болезни, хотя постоянно его распространяют через свой желудочно-кишечный тракт. Попросту говоря, если утка испражняется в пруду, в воду попадает вирус гриппа. Поскольку водоплавающие птицы есть везде, где есть вода, они не только распространяют вирусы повсеместно, но и создают условия для их мутирования в опасные для человека штаммы.

Ученые во всем мире разрабатывают разные стратегии для противодействия такому сценарию: от подавления возникшей пандемии на начальном этапе до предотвращения ее. Но грипп издревле присутствует на Земле, хоть с самим вирусом человечество познакомилось только в 1902 году. Чтобы процветать и размножаться, гриппу нужны лишь живые клетки. Специальный белок в составе вируса, гемагглютинин, образует особую структуру, которая позволяет присоединиться к клеточной мембране и проникнуть сквозь нее. Затем вирус заражает клетку своим генетическим материалом, использует ее репродуктивный аппарат для строительства своих копий и, наконец, убивает клетку-хозяина. Чаще всего грипп локализуется в верхних дыхательных путях (это то, что мы называем сезонным гриппом), но в более редких случаях вирус, за счет способности к мутациям, способен обойти противодействующие ему механизмы защиты. Новая мутация становится более вирулентной, и вирус прорывается от верхних дыхательных путей к другим органам. Тогда очень вероятна гибель зараженного организма и передача этой опасной формы другим потенциальным жертвам.

В дополнение к водоплавающим птицам вирусом гриппа заражаются и другие виды животных: куры, свиньи, лошади и собаки. В промышленном птицеводстве грипп может погубить сразу миллионы цыплят, и потому контроль за развитием вируса имеет здесь чисто экономический смысл. Поскольку многие штаммы вируса гриппа передаются от животных к человеку, именно в ветеринарии проходит передний край борьбы с заболеванием.

Титулованный ветеринар

Не победить, но упредить

— А что если убить всех уток?

Каваоку огорчает непонимание оппонентов. Ведь он не собирается стирать человечество с лица Земли, а, наоборот, хочет спасти жизни людей

— Меня это печалит, — говорит Каваока.

Он объясняет почему. Дело не в том, что критика ранит его чувства или он боится угроз. Ему просто жаль, что оппоненты не понимают — он не собирается стирать человечество с лица Земли, а, напротив, хочет спасти жизни людей. Ученый надеется, что одно из его открытий действительно сможет помочь выжить каким-то безвестным людям, и именно эта надежда заставляет Каваоку упорно продолжать свои труды. С целью понять, что происходит в природе, и сыграть с ней на опережение.

Читайте также: