Как микробы управляют нами. Тайные властители жизни на Земле - Эд Йонг

Его попытки сделать из вольбахии грозу тропической лихорадки начались еще в 1980-х. Несколько лет прошли безрезультатно, его научная группа зашла в изрядное количество тупиков. Кое-что начало получаться лишь в 1997 году – О’Нилл узнал об особо вирулентном штамме вольбахии, поражающем плодовых мушек. Этот штамм окрестили «попкорном»: попав в организм взрослой особи, он принимался стремительно размножаться в ее мышцах, глазах и головном мозге, да так, что нейроны в организме мушки вскоре становились «похожи на кульки с попкорном». У пораженных мушек продолжительность жизни порой сокращалась вдвое. «Тогда для меня это стало «эврикой», – рассказывает О’Нилл. Он знал, что вирусу денге для размножения в организме комара требуется довольно много времени, а чтобы добраться до слюнных желез, из которых он затем попадает в организм нового хозяина, – и того больше. Значит, разносчиками лихорадки могут быть лишь пожилые особи. Если бы у О’Нилла получилось в два раза уменьшить их продолжительность жизни, они умирали бы до того, как у них появится возможность кого-нибудь заразить. Оставалось лишь заразить их «попкорном».

Вольбахия, вообще-то, поражает представителей самых разных видов комаров. Вспомните, ведь впервые ее открыли в Culex, когда никто и представить себе не мог, что она настолько вездесущее создание. Вот только две самых опасных для человека группы, как назло, к ней невосприимчивы: это Anopheles, переносчики малярии, и Aedes, переносчики желтой лихорадки, денге и чикунгуньи. О’Нилл решил заняться созданием совершенно нового симбиоза. Однако нельзя было просто ввести вольбахию в организм взрослой особи. Нужно было заразить яйцо – только тогда вольбахия будет присутствовать во всех органах вылупившегося насекомого. Так что О’Нилл с коллегами уселись за микроскопы и принялись аккуратно протыкать комариные яйца иголкой с вольбахией. За много лет они проткнули сотни тысяч яиц, но у них так ничего и не вышло. «Я всем этим студентам просто-напросто исковеркал карьеру и уже подумывал о том, чтобы сдаться, – вспоминает О’Нилл. – Но мои садистские наклонности не давали мне успокоиться. В 2004 году ко мне в лабораторию зашел один очень уж талантливый студент, и я просто не удержался. Я показал ему наш старый проект, и он принялся над ним работать с таким усердием, какого я давно не видал. Это был Конор Макмениман. Один из лучших студентов, что когда-либо у меня учились. Благодаря ему наша затея сработала». Для этого потребовалась еще не одна тысяча попыток, но в 2006 году Макмениман в конце концов смог успешно заразить яйцо, создав тем самым линию Aedes с вольбахией. В данной книге мы обсуждали союзы между животными и микробами, которым уже много миллионов лет. А этому союзу на момент написания книги исполнилось всего десять[402].

И после стольких усилий ученые обнаружили в своих планах роковую ошибку: штамм «попкорн» оказался слишком вирулентным. Он не только нес самкам преждевременную смерть – из-за него также уменьшалось количество отложенных ими яиц и понижалась их жизнеспособность, а значит, снижались и шансы бактерий попасть в следующее поколение комаров. В результате экспериментов выяснилось, что в природных условиях он вообще распространиться не сможет[403]. В общем, полный провал.

Однако вскоре О’Нилл понял, что это и не важно. В 2008 году две независимые группы исследователей выяснили, что благодаря вольбахии плодовые мушки становятся невосприимчивы к группе вирусов, вызывающей лихорадку Западного Нила, лихорадку денге, желтую лихорадку и другие заболевания. О’Нилл, узнав об этом, тут же попросил членов своей команды дать зараженным вольбахией комарам попить крови, в которой содержался вирус денге. Закрепиться в организме вирус так и не смог. Вольбахия не давала ему размножаться даже в тех случаях, когда исследователи вводили его напрямую в комариный кишечник. Так выяснилось, что ученым совсем не нужно было сокращать продолжительность жизни комаров с помощью вольбахии. Чтобы остановить распространение вируса денге, требовалось лишь ее присутствие! И что еще лучше, в «попкорне» больше не было нужды. Ту же задачу вполне могли выполнять другие, менее вирулентные штаммы, да и распространиться им было бы куда проще. «Мы столько лет бились головой об стену, а тут оказалось, что и не надо было!» – восторгается О’Нилл[404].

Исследователи взялись за работу со штаммом wMel. Послужной список по заражению диких популяций насекомых у него внушительный, но товарищ из него выходит куда приятнее, чем у «попкорна»: жизнь не сокращает, мозг не разрушает, яйца не уничтожает. Сможет ли он распространиться? Чтобы это выяснить, было построено два огромных вольера, в которые О’Нилл запустил комаров. На каждую незараженную особь в вольере приходилось два переносчика wMel. Еще в вольеры поставили самодельный навес, чтобы комарам было где спрятаться, и вывалили на пол несколько мокрых и грязных полотенец, чтобы их привлечь. Каждый день по пятнадцать минут в вольеры пускали сочных и мясистых членов команды, чтобы комарам с вольбахией было чем питаться. Каждые несколько дней из вольеров доставали комариные яйца и проверяли, присутствует ли в них вольбахия. Три месяца спустя каждая личинка была заражена wMel[405]. Все говорило о том, что новый план сработает и пора начинать.

Ну, они и начали. С 2006 года – еще до того, как были получены комары с вольбахией, – группа О’Нилла принялась распространять информацию о своей работе среди жителей Йоркис-Ноб и Гордонвейла, пригородов Кэрнса[406]. Привет, говорили ученые, мы хотим избавить мир от лихорадки денге. Да, мы в курсе, что вас всегда учили убивать комаров, чтобы они вас не заразили, но сейчас мы будем вам очень благодарны, если вы нам позволите выпустить в природу еще комаров. Нет, они не модифицированы генетически, зато у них в организме есть микроб, который умеет очень быстро распространяться. Кстати, комары Aedes далеко не улетают, а значит, чтобы все сработало, нам придется выпустить их в самых разных местах, в том числе и у вашего дома. Да, они, скорее всего, вас укусят. Нет, раньше такого никто не делал. Ну что, согласны?

Удивительно, но многие действительно согласились. На протяжении двух лет ученые интервьюировали фокус-группы, устраивали выступления в местных залах, пабах и клиниках, чтобы жители имели возможность обо всем их расспросить. Пришлось постучаться не в одну дверь. «Для нашего проекта требовалось доверие местных жителей. Мы его заработали, но на это ушло немало времени, – рассказывает О’Нилл. – Мы терпеливо всех выслушивали. Если кого-то что-то беспокоило, мы все объясняли, а иногда даже проводили соответствующие опыты». Они показали, например, что вольбахия не заражает рыбу, пауков и других питающихся комарами хищников, а также людей, чьей кровью питаются комары. Со временем даже скептики начали поддерживать их идею. «Местная группа волонтеров, что занимается мобилизацией жителей во время наводнений и циклонов, как-то попросила у нас разрешения походить от нашего имени по домам, чтобы убедить людей разрешить нам выпустить в их дворах комаров, – рассказывает О’Нилл. – Вот такой поворот». К 2011 году, когда комары были готовы, проект получил поддержку 87 % местных жителей.

По-настоящему все началось тем январским утром, когда О’Нилл с важным видом открыл стаканчик с комарами. «Радость нас опьянила, – вспоминает он. – Мы несколько чертовых десятилетий ради этого работали. Вся команда, прошедшая весь этот путь со мной, пришла, чтобы лично присутствовать при этом моменте». Они гордо прошлись по улицам, останавливаясь у каждого четвертого дома, чтобы выпустить несколько десятков комаров. За два месяца они отпустили на волю около 300 тысяч, пришлось лишь ненадолго прерваться из-за циклона. Затем члены команды каждые две недели вылавливали в пригородах комаров с помощью различных ловушек, чтобы осмотреть их организм на присутствие вольбахии. «Получилось даже лучше, чем мы ожидали», – радуется О’Нилл. К маю вольбахия уже уютно устроилась в организмах 80 % комаров в Гордонвейле и 90 % – в Йоркис-Ноб[407]. Всего за четыре месяца на смену почти всем обычным комарам пришли комары, устойчивые к вирусу денге. Ученым впервые удалось изменить обитающую в природе популяцию насекомых так, чтобы те перестали разносить опасную для человека болезнь. И сделали они это с помощью симбиоза.