Ученые возродили «зомби»-вирус, который провел 48,5 тысяч лет в вечной мерзлоте

Ученые возродили «зомби»-вирус, который провел 48,5 тысяч лет в вечной мерзлоте

Потепление в Арктике приводит к таянию «вечной мерзлоты» в регионе — замерзший слой почвы под землей — и потенциально пробуждает вирусы, которые, находились в спячке десятки тысяч лет, могут угрожать здоровью животных и людей.

Хотя пандемия, вызванная болезнью из далекого прошлого, напоминает сюжет научно-фантастического фильма, ученые предупреждают, что риски недооценены, сообщает CNN.

«С вечной мерзлотой происходит многое, что вызывает беспокойство, и это действительно показывает, почему чрезвычайно важно держать как можно больше «вечной мерзлоты» замороженной», – сказала Кимберли Майнер, климатолог из Лаборатории реактивного движения НАСА в Калифорнийском технологическом институте в Пасадене, штат Калифорния.

Вечная мерзлота покрывает пятую часть Северного полушария, поддерживая арктическую тундру и бореальные леса Аляски, Канады и России в течение тысяч лет. Он служит своеобразной капсулой времени, сохраняя, помимо древних вирусов, мумифицированные останки ряда вымерших животных, которых ученые смогли выкопать и изучить в последние годы, в том числе двух пещерных львят и шерстистого носорога.

Причина, по которой вечная мерзлота является хорошим носителем для хранения, заключается не только в том, что она холодная. Это бескислородная среда, в которую не проникает свет. Но сегодня температура в Арктике растет в четыре раза быстрее, чем на остальной планете, что ослабляет верхний слой вечной мерзлоты в регионе.

Чтобы лучше понять риски, связанные с замороженными вирусами, Жан-Мишель Клавери, почетный профессор медицины и геномики в Медицинской школе Университета Экс-Марселя в Марселе (Франция), проверил образцы земли, взятые из сибирской вечной мерзлоты, чтобы выяснить, являются ли вирусные частицы, содержащиеся в них, все еще инфекционными. Он ищет то, что он называет «зомби-вирусами», и он нашел некоторые из них.

Ученые возродили «зомби»-вирус, который провел 48,5 тысяч лет в вечной мерзлоте
Жан-Мишель Клавери

Клавери изучает особый тип вируса, который он впервые обнаружил в 2003 году. Известные как гигантские вирусы, они намного больше, чем обычные вирусы, и их можно увидеть с помощью обычного светового микроскопа, а не более мощного электронного микроскопа. Это делает их удобной моделью для данного вида лабораторных работ.

Его усилия по обнаружению вирусов, замороженных в вечной мерзлоте, были частично вдохновлены группой российских ученых, которые в 2012 году возродили полевой цветок из семенной ткани, которой было уже 30 000 лет, найденной в беличьей норе. С тех пор ученые также успешно вернули к жизни древних микроскопических животных.

В 2014 году Клаверу удалось возродить вирус, который он и его команда выделили из вечной мерзлоты, сделав его заразным впервые за 30 000 лет, внедрив его в культивируемые клетки. Для безопасности он решил изучить вирус, который может поражать только одноклеточных амеб, а не животных или людей.

В 2015 году он повторил этот подвиг, подчеркнув другой тип вируса, который также поразил амеб. В своем последнем исследовании, опубликованном 18 февраля в журнале Viruses, Клавери и его команда выделили несколько штаммов древнего вируса из многочисленных образцов вечной мерзлоты, взятых из семи разных мест в Сибири, и показали, что каждый из них может заражать культивируемые клетки амебы.

Ученые возродили «зомби»-вирус, который провел 48,5 тысяч лет в вечной мерзлоте
Компьютерная микрофотография Pithovirus sibericum, выделенная из 30 000-летнего образца вечной мерзлоты в 2014 году

Эти последние штаммы представляют собой пять новых семейств вирусов, в дополнение к двум, которые он возродил ранее. Самому старому из них почти 48 500 лет, согласно радиоуглеродному датированию почвы, и он происходит из образца земли, взятого из подземного озера на глубине 16 метров ниже поверхности. Самым молодым образцам, найденным в желудочном содержимом и шерсти останков шерстистого мамонта, было 27 000 лет.

Тот факт, что вирусы, которые заражают амеб, все еще заразны после такого длительного времени, предполагает потенциально большую проблему, говорит Клавери. Он опасается, что люди видят в его исследованиях научный курьез и не воспринимают перспективу возвращения к жизни древних вирусов как серьезную угрозу здоровью населения.

«Мы рассматриваем эти вирусы, заражающие амеб, как суррогаты всех других возможных вирусов, которые могут находиться в вечной мерзлоте», — сказал Клавери в интервью CNN. «Мы видим следы многих других вирусов, поэтому мы знаем, что они есть. Но мы считаем, что если амебные вирусы все еще живы, то нет причин, по которым другие вирусы не могли бы быть живыми и способными заражать своих хозяев».

В вечной мерзлоте были обнаружены следы вирусов и бактерий, которые могут заражать человека.

Образец легких из тела женщины, эксгумированной в 1997 году из вечной мерзлоты в деревне на полуострове Сьюард на Аляске, содержал геномный материал штамма гриппа, ответственного за пандемию 1918 года. В 2012 году ученые подтвердили, что 300-летние мумифицированные останки женщины, похороненной в Сибири, содержат генетические признаки вируса, вызывающего оспу.

Вспышка сибирской язвы в Сибири, которая затронула десятки людей и более 2000 северных оленей в июле-августе 2016 года, также была связана с более глубоким таянием вечной мерзлоты в чрезвычайно жаркое лето, что позволило старым спорам Bacillus anthracis выходить на поверхность из старых захоронений или туш животных.

Биргитта Эвенгорд, почетный профессор кафедры клинической микробиологии в Университете Умео в Швеции, сказала, что необходимо лучше отслеживать риски, связанные с потенциальными патогенами в вечной мерзлоте таллия, но предостерегла от паники.

«Вы должны помнить, что наша иммунная защита развивалась в тесном контакте с микробиологической средой», — сказал Эвенгорд, который является членом Северного центра передового опыта CLINF, группы, которая изучает влияние изменения климата на распространенность инфекционных заболеваний среди людей и животных в северных регионах. «Если в вечной мерзлоте скрывается вирус, с которым мы не контактировали в течение тысяч лет, возможно, наша иммунная защита недостаточна. Необходимо уважать ситуацию и быть активным, а не просто реагировать на нее. И способ справиться со страхом — это знание».

Конечно, ученые не знают, как долго эти вирусы могут оставаться заразными в современных условиях, или насколько вероятно, что вирус встретится с соответствующим хозяином. Не все вирусы являются патогенами, способными вызывать заболевания, некоторые из них доброкачественные или даже полезные для своих хозяев. И хотя в Арктике проживает 3,6 миллиона человек, это все еще малонаселенный регион, что делает риск контакта человека с древними вирусами очень низким.

«Риск неизбежно возрастет перед лицом глобального потепления, — говорит Клэвери, — когда таяние вечной мерзлоты ускорится и все больше людей заселят Арктику в результате промышленных проектов».

И Клавери не единственный, кто предупреждает, что регион может стать благодатной почвой для распространения вируса.

В прошлом году группа ученых опубликовала исследование образцов почвы и озерных отложений, взятых из озера Хейзен, пресноводного озера в Канаде, расположенного за Полярным кругом. Они секвенировали генетический материал в отложениях, чтобы идентифицировать вирусные признаки и геномы потенциальных хозяев — растений и животных — в этом районе.

Используя анализ компьютерной модели, они предположили, что риск передачи вирусов новым хозяевам выше в местах, близких к тем, где большое количество ледниковой талой воды течет в озеро – сценарий, который становится более вероятным по мере потепления климата.

Выявление вирусов и других опасностей, содержащихся в таяющей вечной мерзлоте, является первым шагом к пониманию опасностей, которые они представляют для Арктики.

Таяние может быть постепенным процессом, который длится всего несколько сантиметров в десятилетие, но также может происходить быстрее, как, например, случай массивных оползней, которые могут внезапно обнажить глубокие и древние слои вечной мерзлоты. Этот процесс также высвобождает метан и углекислый газ в атмосферу, что является недооцененным фактором изменения климата.

Tags: