Генно-комп’ютерні інфекції

634 переглядів

Генно-комп'ютерні інфекціїЧи може сама що ні на є жива інфекція раптом стати комп’ютерним вірусом? До недавнього часу всі вчені відповідали на це питання однозначно — не може. Проте останні дані змусили їх переглянути свій погляд на дане питання. З’ясовується, що часом дуже навіть може. І вже активно займається цим, атакуючи створені людьми ДНК-чіпи.

Недавно британські фахівці з біоінформатики (галузь молекулярної біології, що займається комп’ютерним моделюванням молекулярних процесів живих організмів) Вільям Ленгдон і Метью Арно зайнялися дослідженням так званих людських ДНК-чипів. Нагадаю, що подібні пристрої являють собою зібрання коротких послідовностей людської ДНК, які є або ділянками генів, або «технічними» послідовностями, що забезпечують нормальну роботу цих генів. Все це збіговисько поміщено на тверду поверхню, як то: скляні або кремнієві комп’ютерні чіпи, або мікроскопічні кульки (найперші ДНК-чіпи були взагалі зроблені на підкладці з фільтрувального паперу).

Ці пристрої застосовуються для вивчення властивостей генів, зокрема, для з’ясування, яка інформація і яким саме чином зчитується з конкретною послідовності ДНК, а також для моделювання мутацій. Вперше ДНК-чіп був виготовлений в 1995 році, і з тих пір генетики мають на озброєнні вже кілька сотень тисяч подібних пристроїв. Їх використовують не тільки вчені, а й лікарі — за допомогою ДНК-чипів можна встановити рівень активності тих чи інших генів і передбачити можливість розвитку багатьох спадкових захворювань, в тому числі і аутоіммунних.

Так от, переглянувши кілька тисяч подібних пристроїв, Ленгдон і Арно прийшли до сенсаційного висновку — виявляється, всі вони містять гени чужорідного організму, а саме — бактерії Mycoplasma genitalium. Цей підступний мікроорганізм є паразитом людини і інших ссавців, викликаючи у них хвороби сечостатевих шляхів. Однак не виключено, що дані гени належать не тільки представнику цього виду, але і ще деяким бактеріям з великого роду Mycoplasma.

Дані мікроорганізми характерні відсутністю жорсткої клітинної стінки (що для більшості бактерій не дуже-то типово) і найменшим у світі геномом. Цікаво, що мікоплазми, незважаючи на відсутність зовнішньої захисної оболонки, мешкають практично скрізь — в організмах тварин, в грунті, кам’яному вугіллі і гарячих джерелах.

Крім того, ці крихітні мікроорганізми, що вважаються самими примітивними прокаріоти, мають ще однією цікавою особливістю — вони з легкістю вбудовують свої гени в геноми будь-яких інших клітин, що знаходяться поблизу. Причому найчастіше впровадження відбувається в «мовчить» ділянку чужої ДНК, тобто той, з якого інформація не зчитується, це або «технічна» зона, або гени, зчитування інформації з яких з різних причин «заборонено» самої клітиною. Комп’ютерне моделювання показало, що такі «прийшлі» гени мікоплазм можуть вкрай успішно зберігатися і відтворюватися і в ДНК-чіпах, тобто, in silico. Дослідження ж Ленгдона і Арно підтвердило дану точку зору.

Вчені також помітили, що виявлені у всіх чіпах «прийшлі гени» є однаковими, а їх частка серед загальної кількості ДНК з чіпа теж скрізь стабільна — близько чотирьох відсотків. Це наводить на думку про те, що людство зіткнулося з абсолютно новим типом «інформаційної інфекції». Маскуючись, відтворюючись і адаптуючись, чужорідні «гени» ховаються і поширюються від одного чипа до іншого на манер віртуальної інфекції, тобто комп’ютерних вірусів.

Але це ще не все. Справа в тому, що кожен ДНК-чіп має свого віртуального двійника — комп’ютерну базу даних, в якій записані всі послідовності ДНК, на ньому в даний момент перебувають. Само собою зрозуміло, що інформація про гени мікоплазм там теж присутня. Виходить, що тепер всі лікарі, які працюють з цими базами даних, повинні бути вкрай обережні, оскільки вони можуть поставити неправильний діагноз на основі аналізу поведінки «стороннього» гена, сплутавши його з вихідним людським (як ви розумієте, візуально їх розрізнити неможливо).

Деякі фахівці побоюються ще й того, що ці «інфекційні агенти», навіть існуючи у вигляді послідовності бітів в пам’яті комп’ютера (після того, як їх знищать в реальних чіпах), все одно зможуть зберігатися, розповсюджуватися і еволюціонувати. Правда, Ленгдон вважає, що подібне твердження належить не до області науки, а скоріше, наукової фантастики, проте він змушений був визнати, що зараження чіпів чужими генами йде рекордно швидкими темпами. На його думку, зараз вже можна говорити про появу нового серйозного противника — «генно-комп’ютерних» інфекцій.

Яким же чином гени мікоплазми потрапили в зразки людської ДНК? Тут можуть бути два варіанти розвитку подій. Ці молекули могли бути занесені людьми, які працювали з чіпами, причому цілком випадково. Справа в тому, що мікоплазмоз — вельми поширені захворювання, проте часто буває так, що цей збудник хвороби може роками жити в людині і ніяк себе не проявляти. Таким чином, носій і не здогадається, що він інфікований.

На жаль, така ситуація, при якій в ДНК-зразки за допомогою співробітників лабораторії потрапляють різні «сторонні» фрагменти, не рідкість в світі вчених. Відповідно до недавнього дослідження молекулярного біолога Рейчел О’Нейлл та її співробітників, які розглянули знаходяться у відкритому доступі встановлені геноми мікроорганізмів, до 20 відсотків їх складу представляли собою фрагменти людської ДНК. Вона, судячи з усього, потрапила в аналізовані проби в ході елементарного забруднення (тобто перед роботою вчені та лаборанти просто-напросто не дотримувалися умова повної стерильності).

Однак якщо це так, то нічого страшного — потрібно просто зобов’язати всіх співробітників лабораторій, що працюють з ДНК-чіпами, бути акуратніше із зразками. Гірше, якщо причина в іншому — гени мікоплазми потрапили в ДНК ще в організмі людини. Тобто, ці капосні бактерії генетично модифікували свого господаря, не запитавши його згоди на дану процедуру. Таке цілком ймовірно, оскільки, як було сказано вище, вони досить легко передають свої гени як один одному, так і оточуючим їх чужорідним клітинам. А оскільки мікоплазми паразитують в статевих шляхах людей, не дивно, що «прибульці» потрапили в статеві клітини господарів і, отже, передалися у спадок його нащадкам.

Найчастіше паразитичні бактерії роблять ці фокуси для того, щоб якось ослабити імунну реакцію організму господаря на його власних паразитів, тобто на них же, рідних. Подібне зазвичай відбувається протягом досить довгого часу, рахунок тут йде на століття і навіть тисячоліття. Втім, зараз, коли люди почали застосовувати антибіотики, швидкість еволюції бактерій зросла в кілька разів, і, можливо, генна модифікація теж стала більш швидкою.

Втішає лише те, що поки чужорідна ДНК виявлена ??лише в «безмовних» ділянках людської. Однак і ці зони спадкової молекули дуже важливі для нормальної діяльності клітини, і будь-який зайвий елемент в них також може вплинути на нормальне зчитування інформації. Що може привести до серйозних наслідків для всього організму в цілому.

Втім не завжди така генетична модифікація (вчені називають її «горизонтальний перенос генів») обов’язково шкідлива для господаря. Іноді вона сприяє набуттю ним корисних для нього ознак. Так що, може бути, такий процес колись зможе допомогти перетворенню нас в «супергероїв» на кшталт відомого Людини-павука?

Тим не менш, зараз вчені думають над тим, як позбавити ДНК-чіпи від незваних «прибульців». І, судячи з усього, робота їм належить дуже важка.

Схожі записи

Не проходьте мимо, а поділіться публікацією в соц.мережах!!!

Будь ласка залишіть свій коментарій нам буде приємно почути вашу думку!

Увага: Комментарії модеруються. Відправляти знову не потрібно. Дякуємо за розуміння!!!