Эксперимент показал: иммунитет землян – плохой защитник от инопланетных микробов

На нескольких телах Солнечной системы есть жидкая вода, а возможно, и жизнь.

На нескольких телах Солнечной системы есть жидкая вода, а возможно, и жизнь.
Иллюстрация David Seal/NASA.

Генетический код земных организмов содержит команды на синтез всего 20 аминокислот. Но это может быть случайным капризом эволюции.

Генетический код земных организмов содержит команды на синтез всего 20 аминокислот. Но это может быть случайным капризом эволюции.
Иллюстрация Pixabay.

На нескольких телах Солнечной системы есть жидкая вода, а возможно, и жизнь.
Генетический код земных организмов содержит команды на синтез всего 20 аминокислот. Но это может быть случайным капризом эволюции.

Учёные проверили реакцию иммунитета мышей на "инопланетный" белок. В его составе были аминокислоты, которые не присутствуют в земных белках, зато встречаются в метеоритах. Итог эксперимента: иммунитет животных сопротивляется, но слабо. Неужели попытка сажать яблони на Марсе будет чревата опасными пандемиями?

Исследование описано в научной статье, опубликованной в журнале Microorganisms группой во главе с Нилом Гоу (Neil Gow) из Эксетерского университета.

Опасные гости

Напомним, что Марс, Венеру, а также некоторые спутники Юпитера и Сатурна, по мнению учёных, могут населять собственные микроорганизмы. Между тем уже в 2031 году Американское и Европейское космические агентства планируют доставить на Землю образец марсианского грунта. Вероятно, в будущем на Землю попадут образцы пород и других потенциально обитаемых небесных тел. Что будет, если вместе с этими пробами на Землю попадут внеземные микробы, и, несмотря на все меры предосторожности, они "сбегут" из лаборатории?

"Сегодня мир слишком хорошо осведомлён о проблемах, которые может вызвать появление совершенно новых патогенов, – намекает Гоу на пандемию COVID-19. – В порядке мысленного эксперимента мы задались вопросом, что произойдёт, если мы подвергнемся атаке микроорганизма, который был завезён с другой планеты или луны, где эволюционировала [собственная] жизнь".

Мы дети случайности

Чем инопланетные микробы похожи на земные, а чем – нет? Строго говоря, на эту тему можно только фантазировать. Но для начала можно предположить, что и для тех и для других организмов ключевым компонентом являются белки. Во всяком случае, сейчас учёным трудно представить себе, как жизнь могла бы обойтись без белков ("жизнь есть способ существования белковых тел", как некогда провозглашалось в нашей стране с каждой философской кафедры).

Напомним, что молекула белка – это очень длинная цепочка, состоящая из звеньев-аминокислот. И вот здесь одно из "инженерных решений" эволюции выглядит случайностью, которая произошла на Земле, но вряд ли повторилась бы на другой планете.

Дело в том, что химикам известны сотни аминокислот. Между тем белки состоят всего из 20 аминокислот. Можно сказать, что молекула белка – это очень длинное слово, записанное с помощью алфавита, в котором 20 букв.

Крайне редко в молекуле белка присутствует аминокислота не из этой двадцатки. Это случается в результате химического превращения какого-нибудь члена "клуба двадцати".

Между тем организм умеет синтезировать и многие другие аминокислоты, но почему-то не встраивает их в состав белков. При этом биологи могут внедрить их искусственно. Получаются полноценные белки, которые вполне могли бы выполнять какие-нибудь биохимические функции.

Так почему жизнь "выбрала" именно эти 20 соединений? Биологи считают, что это, скорее всего, случайность. У прародителя всего живого сложился такой аминокислотный набор, а мог бы сложиться и другой.

А значит, внеземная жизнь (если, конечно, она существует) вряд ли имеет тот же самый набор аминокислот, что и земная. В конце концов, мы бы очень удивились, если бы в разных частях Земли независимо сформировался один и тот же алфавит, будь то русский или китайский. Ситуация с "аминокислотным алфавитом" может быть похожей.

Генетический код земных организмов содержит команды на синтез всего 20 аминокислот. Но это может быть случайным капризом эволюции.

Белки внеземных микробов

Исходя из этих предположений, команда Гоу сконструировала "внеземные" цепочки аминокислот. Биологи включили в состав новых молекул две аминокислоты, которые не входят в "двадцатку избранных", а потому не встречаются или почти не встречаются в земных белках. Это изовалин и α-аминоизомасляная кислота. Они были выбраны не случайно: оба этих соединения обнаружены в некоторых метеоритах.

Учёные проверяли реакцию Т-лимфоцитов (а это один из ключевых компонентов, обеспечивающих работу иммунной системы) на эти искусственные "белки". Поясним, что иммунитет обычно воспринимает чужеродный для организма белок как угрозу, а Т-клетки атакуют его.

У подопытных мышей "внеземные белки" действительно вызывали иммунный ответ, но довольно слабый. Уровень активации Т-клеток соединениями, содержащими изовалин, составлял лишь 15%, а включавшими α-аминоизомасляную кислоту – 61%. В то же время уровень активации Т-клеток теми же веществами, но без "инопланетных" компонентов, составил 82% и 91%, соответственно.

Получается, иммунитет по каким-то причинам не увидел в "инопланетных" белках врага. Да, он оказался не совсем безоружен перед такими агентами. Но вместе с тем он действовал менее эффективно, нежели в борьбе с хорошо знакомыми земными недругами.

Если учесть, что иммунная система человека зачастую не справляется и с вполне земными патогенами, то атака "неведомой зверушки" с другой планеты может быть поистине разрушительной. Очень не хотелось бы разделить судьбу уэллсовских марсиан, убитых земными микробами.

Ранее Вести.Ru рассказывали о том, как в живую клетку встроили "внеземную" ДНК. Писали мы и об обнаружении первого внеземного белка.