Краткая история насекомых. Шестиногие хозяева планеты - Александр Храмов

Эктопаразитоид находится вне зоны досягаемости чужого иммунитета, но зато жертва может сбросить или счистить его со своего тела. Эндопаразитоиду такая опасность не грозит, и к тому же он всегда прикрыт живым щитом от неблагоприятных условий среды. Но зато ему приходится отбиваться от атак иммунной системы. При проникновении любого чужеродного объекта гемоциты (клетки гемолимфы) насекомого облепляют его со всех сторон, перекрывая доступ кислорода и питательных веществ. Эта форма иммунного ответа, так называемая реакция инкапсуляции, представляет для эндопаразитоида наибольшую опасность (рис. 7.6). Чтобы избежать ее, некоторые хальцидоидные наездники предпочитают заражать яйца насекомых, в которых гемоциты еще не сформировались, а иммунитет фактически отсутствует. Яйцевой паразитизм характерен для мегафрагм, трихограмм и других наездников-лилипутов, чья длина исчисляется десятыми долями миллиметра. Действительно, не слишком-то разгуляешься, когда до взрослого возраста надо дорасти, имея в запасе содержимое одного-единственного яичка.

* Strand M. R. Polydnavirus Gene Products that Interact with the Host Immune System // Parasitoid Viruses. Symbionts and Pathogens / Beckage N. E., Drezen J. M. Amsterdam: Academic Press, 2012. P. 149–161.

Личинки, куколки и взрослые насекомые, которые успели нагулять жирок, – это гораздо более привлекательная добыча, чем яйца, но подступиться к ним сложнее. Эндопаразитоидам, рискнувшим заселить чужое тело, порой приходится прятаться от иммунной системы в самых неожиданных местах. Например, некоторые наездники с хирургической точностью откладывают яйца прямо в нервные ганглии жертвы. В нервную систему гемоциты не заходят, и подобный прием спасает яйца от инкапсуляции. Другие эндопаразитоиды поступают не менее изощренно: вместо того чтобы использовать яйцеклад как иголку шприца, они превратили его в анальный зонд, который загоняет яйца в задний проход насекомого-хозяина. В полости кишечника гемоцитов нет, так что яйцо, отложенное туда, также находится в безопасности. Но бракониды и ихневмониды, вместо того чтобы бегать от иммунитета, стали уничтожать его при помощи вирусного оружия. Именно этой тактике, позволившей заселить самые разные группы жертв, они и обязаны своим невероятным разнообразием: ихневмониды и бракониды включают около 24 000 и 19 000 описанных видов соответственно, что в совокупности составляет почти треть всего отряда перепончатокрылых.

Если человек родился с мутацией в жизненно важном гене, то с помощью перепрограммированных вирусов в его клетки можно ввести правильную версию этого гена. Первым пациентом, на котором была успешно испробована генная терапия, в 1990 г. стала четырехлетняя девочка Ашанти де Сильва. Она страдала тяжелой формой врожденного иммунодефицита из-за дефекта в генах, кодирующих аденозиндезаминазу. Этот фермент особенно важен для лейкоцитов (белых клеток крови), которые в случае его отсутствия не могут нормально участвовать в работе иммунной системы. Чтобы помочь девочке, медики взяли у нее несколько порций лейкоцитов, обработали их ретровирусом, содержащим здоровые гены аденозиндезаминазы, а затем возвратили в кровеносное русло. Благодаря этим процедурам Ашанти осталась жива и выросла в жизнерадостную молодую женщину, которая периодически мелькает в телевизионных передачах, посвященных генной терапии.

Точно такую же генную терапию, но только в диаметрально противоположных целях вот уже многие миллионы лет практикуют ихневмониды и бракониды. В их яичниках синтезируются поли-ДНК-вирусы – особые вирусные частицы, которые вместе с яйцом паразитоида вводятся в организм жертвы. Каждый поли-ДНК-вирус несет набор генов, предназначенных для гемоцитов и клеток жирового тела зараженного насекомого. Активация этих генов вызывает хронические перебои в работе иммунной системы жертвы. В частности, при помощи вирусов наездники встраивают в ДНК хозяина гены, кодирующие тирозиновые протеинфосфатазы. Эти ферменты блокируют перестройку актиновых микрофиломентов – элементов цитоскелета (клеточного каркаса, находящегося в цитоплазме). Из-за проблем с цитоскелетом гемоциты насекомого-хозяина утрачивают способность соединяться друг с другом, что исключает инкапсуляцию инородных объектов. Поэтому яйца и личинки ихневмонид и браконид могут находиться практически в любом участке тела жертвы, не встречая никакого сопротивления со стороны ее иммунитета.

Генетики не смогли определить происхождение поли-ДНК-вирусов ихневмонид – возможно, их родословная восходит к какому-то вымершему вирусу. Но зато удалось показать, что предками поли-ДНК-вирусов браконид (браковирусов) были энтомопатогенные нудивирусы, родственные бакуловирусам[137]. В наши дни нудивирусы и бакуловирусы заражают самых разных насекомых. Избирательная патогенность этих вирусов даже позволяет использовать их для борьбы с вредителями в качестве альтернативы инсектицидам общего действия. Например, бакуловирусы вызывают полиэдроз гусениц – вирусное заболевание, из-за которого тело насекомого раздувается и лопается в районе межсегментных перегородок. Скорее всего, родоначальник поли-ДНК-вирусов вызывал похожие синдромы. Перепончатокрылые могли подхватить такой вирус от своих жертв – гусениц или других насекомых. Но вместо того чтобы заболеть, паразитоиды каким-то образом перепрограммировали полученный вирус, полностью подменив его исходную генетическую начинку. В это сложно поверить, но поли-ДНК-вирусы несут только гены своих владельцев, тогда как их собственные гены, необходимые для синтеза вирусной белковой оболочки, стали частью генома наездников. В результате вирус утратил способность воспроизводиться в телах других насекомых и попал в абсолютную зависимость от своего владельца. Сборка вирусных частиц производится исключительно в ядрах клеток наездника, прилегающих к стенкам его яйцевода. По мере накопления вируса ядра раздуваются, как воздушный шарик, а затем лопаются вместе с наружной клеточной мембраной. В результате вирус вместе с яйцом попадает в ткани жертвы. Разработчикам биологического оружия остается лишь мечтать о таких прирученных вирусах, которые могут синтезироваться исключительно в лаборатории и потому никогда не выйдут из-под контроля!

Если уж люди, как гласит официальная версия, подцепили COVID-19 от летучих мышей на рынке дичи в ходе непродолжительного контакта, то паразитоидные личинки, живущие внутри других организмов, должны были заражаться чужими вирусами особенно часто. И действительно, в ходе эволюции ихневмониды и бракониды неоднократно приручали различные группы вирусов. Поли-ДНК-вирусами их арсенал отнюдь не ограничивается. Например, в ядовитых железах бракониды Diachasmimorpha longicaudata, паразитирующей на личинках мух, вырабатывается особый энтомопоксвирус DlEPV, относящийся к группе поксвирусов, в которую входит и печально известный возбудитель оспы. Геном этого вируса пока еще не изучен, но уже сейчас понятно, что, в отличие от поли-ДНК-вирусов, он способен размножаться и в теле жертвы, сохраняя тем самым определенную самостоятельность[138].