В науках о жизни и медицине

Учёный, изучающий вирус гриппа H5N1

Вирусы имеют важное значение для исследований в молекулярной и клеточной биологии, так как они представляют собой простые системы, которые можно использовать для управления и изучения функционирования клеток^[262]. Изучение и использование вирусов дало ценную информацию о различных аспектах клеточной биологии^[263]. К примеру, вирусы применялись в генетических исследованиях, и они помогли нам прийти к пониманию ключевых механизмов молекулярной генетики, таких как репликация ДНК, транскрипция, процессинг РНК, трансляция, транспорт белков.

Генетики часто используют вирусы как векторы для ввода генов в изучаемые клетки. Это позволяет заставить клетку производить чуждые вещества, а также изучить эффект от ввода нового гена в геном. Аналогично в виротерапии вирусы используют как векторы для лечения различных болезней, так как они избирательно действуют на клетки и ДНК. Это даёт надежды, что вирусы смогут помочь в борьбе с раком и найдут своё применение в генотерапии. Некоторое время восточноевропейские учёные прибегали к фаговой терапии как к альтернативе антибиотикам, и интерес к таким методам возрастает, поскольку в настоящее время у некоторых патогенных бактерий обнаружена высокая устойчивость к антибиотикам^[264].

Биосинтез заражёнными клетками чужеродных белков лежит в основе некоторых современных промышленных способов получения белков, например, антигенов. Недавно промышленным способом были получены некоторые вирусные векторы и лекарственные белки, в настоящее время они проходят клинические и доклинические испытания^[265].

В материаловедении и нанотехнологиях

Современные направления в нанотехнологиях обещают принести значительно более разностороннее применение вирусам. С точки зрения материаловедов, вирусы можно рассматривать как органические наночастицы. Их поверхность несёт специальные приспособления для преодоления биологических барьеров клетки-хозяина. Точно определены форма и размер вирусов, а также количество и природа функциональных групп на их поверхности. По существу, вирусы часто используют в материаловедении как «подмости» для ковалентно связанных поверхностных модификаций. Одно из примечательных качеств вирусов — то, что они специально «подогнаны» направленной эволюцией под клетки, выступающие хозяевами. Мощные методы, разработанные биологами, легли в основу инженерных приёмов в наноматериалах, открыв тем самым широкую сферу применения вирусов, выходящую далеко за пределы биологии и медицины^[266].

Из-за своих размеров, формы и хорошо изученной химической структуры вирусы использовали как шаблоны для организации материалов на наноуровне. Примером такой недавней работы могут служить исследования, проведённые Исследовательской лабораторией Наваля в Вашингтоне (округ Колумбия) с использованием вируса мозаики коровьего гороха (англ. Cowpea Mosaic Virus (CPMV)) для усиления сигналов в сенсорах с ДНК-микрочипами. В данном случае вирусные частицы разделяли частицы флуоресцентных красителей, которые использовались для передачи сигнала, предотвращая, таким образом, скопление нефлуоресцентных димеров, выступающих как гасители сигнала^[267]. Другим примером использования CPMV является применение его как наноразмерного образца для молекулярной электроники^[268].

Искусственные вирусы

Многие вирусы могут быть получены de novo, то есть с нуля, а первый искусственный вирус был получен в 2002 году^[35]. Несмотря на некоторые неправильные трактовки, при этом синтезируется не сам вирус как таковой, а его геномная ДНК (в случае ДНК-вирусов) или комплементарная копия ДНК его генома (в случае РНК-вирусов). У вирусов многих семейств искусственная ДНК или РНК (последняя получается путём обратной транскрипции синтетической комплементарной ДНК), будучи введённой в клетку, проявляет инфекционные свойства. Иными словами, они содержат всю необходимую информацию для образования новых вирусов. Эту технологию в настоящее время используют для разработки вакцин нового типа^[269]. Возможность создавать искусственные вирусы имеет далеко идущие последствия, поскольку вирус не может вымереть, пока известна его геномная последовательность и имеются чувствительные к нему клетки. В наши дни полные геномные последовательности 2408 различных вирусов (в том числе оспы) находятся в публичном доступе в онлайн-базе данных, поддерживаемой Национальными институтами здравоохранения США^[270].

Вирусы как оружие

См. также: Биологическое оружие

Способность вирусов вызывать опустошительные эпидемии среди людей порождает беспокойство, что вирусы могут использоваться как биологическое оружие. Дополнительные опасения вызвало успешное воссоздание вредоносного вируса испанского гриппа в лаборатории^[271]. Другим примером может служить вирус оспы. Он на всём протяжении истории опустошал множество стран вплоть до его окончательного искоренения. Официально образцы вируса оспы хранятся лишь в двух местах в мире — в двух лабораториях в России и США^[272]. Опасения, что он может быть использован как оружие, не совсем беспочвенны^[272]; вакцина против оспы иногда имеет тяжёлые побочные эффекты — в последние годы до официально объявленного искоренения вируса больше людей серьёзно заболели из-за вакцины, чем от вируса^[273], поэтому вакцинация против оспы больше не практикуется повсеместно^[274]. По этой причине большая часть современного населения Земли практически не имеет устойчивости к оспе^[272].

В массовой культуре

В фильмах и других произведениях мир инфекционных заболеваний, в том числе вирусных, редко представляется достоверно. Исключая фильмы-биографии учёных и фильмы, повествующие о великих эпидемиях прошлого, в большинстве из них центральным событием является вспышка неизвестного болезнетворного агента, появление которого стало результатом акта биотерроризма, инцидента в лаборатории, или же он попал из космоса^[275].

В литературе

Вирусная инфекция заложена в основу следующих произведений (список неполный):

· Кодзи Судзуки. «Звонок».

· Кир Булычёв. «Лиловый шар».

· Стивен Кинг. «Противостояние».

· Майкл Крайтон. «Штамм „Андромеда“»^[275].

· Джек Лондон. «Алая чума».

· Дэн Браун. «Инферно».

В кинематографе

Вспышка необычной вирусной инфекции лежит в основе сюжета следующих художественных фильмов и сериалов^[275]:

· «Часы Пандоры»^[en] (1996)

· «28 дней спустя» (англ. 28 Days Later) (2003)

· «28 недель спустя» (англ. 28 Weeks Later) (2007)

· Штамм «Андромеда». Этот фильм, снятый по одноимённой повести Майкла Крайтона, можно назвать наиболее точным в научном плане^[275].

· «12 обезьян» (1995)

· «Обитель зла» (2002) и его продолжения.

· «Эпидемия» (1995)

· «Лиловый шар» (1987)

· «Носители» (2009)

· «Я — Легенда» (2007)

· «Заражение» (2011)

· «Карантин» (2008)

· «Карантин 2: Терминал» (2011)

· «Регенезис» (сериал, 2004—2008)

· «Выжить после» (сериал 2013)

· «Спираль» (сериал, 2014—2015)

· «Штамм» (сериал, 2014—2015)

· «Последний корабль» (сериал, 2014—2015)

· «Закрытая школа» (сериал, 2011—2012)

· «Война миров Z» (2013)

· «Инферно» (2016)

· «Эпидемия (телесериал)» (2019)

В мультипликации

В последние годы вирусы нередко становятся «героями» мультфильмов и мультсериалов, среди которых следует назвать, например, «Осмосис Джонс» (США, 2001), «Оззи и Дрикс» (США, 2002—2004 гг.) и «Вирус атакует» (Италия, 2011).

См. также

· Компьютерный вирус

· Медиавирус

· Вироид

Примечания

Комментарии

1. ↑ На английском языке. В латинском языке вопрос о множественном числе данного слова является спорным. Слово лат. virus принадлежит редкой разновидности II склонения, словам среднего рода на -us: Nom.Acc.Voc. virus, Gen. viri, Dat.Abl. viro. Так же склоняются лат. vulgus и pelagus; в классической латыни множественное число зафиксировано только у последнего: pelage, форма древнегреческого происхождения, где η<εα.

2. ↑ В различных источниках такое свойство вирусов, как инфекционность, имеет различное значение. Некоторые, например, Большая Советская энциклопедия, определяют вирусы как неклеточные организмы, обладающие свойством вызывать инфекционные болезни у клеточных организмов. Другие, например, Большой Энциклопедический словарь и Биологический энциклопедический словарь, не относят инфекционность к определяющим свойствам вирусов.

3. ↑ Как отмечается там, «вид вирусов представляет собой политетический класс вирусов, которые вместе образуют единую линию поколений и занимают особенную экологическую нишу». «Политетический» класс — это таксономическая группа, члены которой имеют несколько общих свойств, хотя и не обязательно имеют все одинаковые свойства. Этим вид вирусов отличается от вышестоящих вирусных таксонов, которые являются «универсальными» классами и имеют набор свойств, обязательных для каждого их члена.

4. ↑ Из количества таксонов одного ранга, указанного в таблице, вычтено количество таксонов того же ранга, относящихся к вироидам и сателлитам без капсида.