Художник Рошан Гатаулин

Зимой 2020 года любители порассуждать о вселенских катастрофах получили хороший повод для разговоров: Бетельгейзе почти потухла, яркость этой звезды упала к февралю почти на две трети. А дело в том, что Бетельгейзе, во-первых, пульсирующий красный гигант, то есть должна вскоре обратиться в сверхновую, а во-вторых, находится так близко от нас, что астрономы видят на ней пятна и прочие интересные детали не хуже, чем на Солнце. Эта близость, свет звезды до нас идет всего 725 лет, и пугает: такая сверхновая натворит немало бед на Земле. Неудивительно, что первую половину 2020 года астрофизики потратили на поиск объяснения феномена затемнения Бетельгейзе. Успеха, похоже, достигли исследователи из Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики во главе с Андреа Дюпри («The Astrophysical Journal», 13 августа 2020 года).

Дело в том, что за год до события пристальное наблюдение за Бетельгейзе начал вести орбитальный телескоп Хаббл. Рассмотрев сделанные им изображения, исследователи заметили, что осенью 2019 года из глубин звезды поднялось облако раскаленной плотной материи, которое покинуло звезду и перешло в ее атмосферу. Оказавшись на достаточном расстоянии, облако остыло так, что в нем образовались частицы пыли. Они-то к февралю и закрыли Бетельгейзе; к лету пыль рассеялась, и звезда обрела былой блеск. Поскольку сейчас звезда расширяется, возникновение в ней потоков вещества не выглядит слишком удивительным. То есть ничего сверхъестественного внутри Бетельгейзе не случилось, и в этом году она взрываться не собирается.

А вот про то, не служит ли такой гигантский звездный катаклизм предвестником скорого взрыва, ничего сказать нельзя. Ведь Бетельгейзе пока что единственный претендент на роль сверхновой, игру которого мы можем в деталях наблюдать с Земли.

…свойства позитрония — экзотического атома, состоящего из электрона, связанного с позитроном, — значительно отличаются от теоретических предсказаний, и это может быть признаком появления новых частиц или явлений, выходящих за рамки Стандартной модели («Physical Review Letters», 2020, 125, 073002; doi: 10.1103/PhysRevLett.125.073002)…

…из-за карантинных мер, вызванных пандемией COVID-19, атмосфера в Дели настолько очистилась, что эффективность солнечных батарей повысилась на 8%; таким образом, сокращение использования ископаемого топлива способно сделать солнечную энергетику рентабельной («Joule», 2020; doi: 10.1016/j.joule.2020.06.009, полный текст)…

…экзальтация проблем, героизация трагических мужских судеб, возведение мужской дружбы в ранг социальной необходимости — черты переосмысленной маскулинности в постсоветской Грузии; результатом стало изменение семейных порядков и домашней экономики («Этнографическое обозрение», 2020, 3, 161–176)…

…солнечные панели для оконных стекол достигли эффективности 8% при прозрачности 43,3% («Proceedings of the National Academy of Sciences USA», 2020; doi: 10.1073/pnas.2007799117)…

…предложен неинвазивный метод оценки давления в легочной артерии, основанный на выделении аортальной и легочной компонент звука второго тона сердца и определении времени задержки между ними («Акустический журнал», 2020, 66, 5, 556–562, полный текст в PDF)…

…девушки с низким уровнем вариабельности сердечного ритма легче воспринимают новую информацию, лучше адаптируются и более терпимы к противоречиям, чем сверстницы с его более высоким уровнем («Физиология человека», 2020, 46, 5, 15–26)…

…возможно, еще один человек на Земле полностью излечился от ВИЧ-инфекции, причем без пересадки костного мозга («Nature», 2020, doi: 10.1038/s41586-020-2651-8)…

…секвенирован геном «живого ископаемого» из Новой Зеландии — туатары Sphenodon punctatus; анализ генома подтверждает близость этого уникального животного к общему предку всех остальных пресмыкающихся и млекопитающих («Nature», 2020, 584, 403–409; doi: 10.1038/s41586-020-2561-9, полный текст)…

…скорость перемещения зарянок в поисках места для отдыха во время перелета не зависит от температуры воздуха, скорости ветра, осадков и числа других зарянок поблизости, слегка зависит от возраста, состояния птицы и календарной даты и весьма сильно — от индивидуальных программ поиска («Экология», 2020, 5, 386–391)…

…обилие гадюк на острове Кижи зимой, скорее всего, связано с тем, что они способны переносить температуру до –3°С: в лаборатории они сохраняли подвижность при минус 1,5°С, при – 2°С могли находиться в переохлажденном состоянии от 23 до 121 суток («Зоологический журнал», 2020, 99, 9, 1014–1022)…

…способ быстрого определения кишечной палочки в водопроводной воде с помощью акустического датчика основан на регистрации изменений глубины и частоты пиков резонансного поглощения на выходном сигнале до и после инфекции микробных клеток специфичным бактериофагом («Прикладная биохимия и микробиология», 2020, 56, 5, 514–520)…

…мегалиты, из которых построен Стоунхедж, происходят из леса Вест-Вудс в графстве Уилтшир, расположенного в 25 км к северу от этого археологического памятника («Science Advances», 2020, 6, 31, eabc0133, doi: 10.1126/sciadv.abc0133, полный текст)…

Художник Abaci Necati

Повесть А. и Б. Стругацких «Волны гасят ветер» начинается с меморандума А.Бромберга, где высказано предположение, что «при определенных обстоятельствах может быть произведено разделение человечества по неизвестному параметру на две неравные части, после чего меньшая часть навсегда обгонит большую и свершится это волею и искусством сверхцивилизации, решительно человечеству чуждой». Герои повести заняты поиском следов такого вмешательства, для чего изучают внезапно возникающие фобии, странные происшествия и различные аномальные социальные явления.
Ну да в литературном произведении каких только ужасов не напридумываешь. Однако необъяснимые происшествия действительно случаются. Например в 2017 году американские дипломаты на Кубе стали отмечать плохое самочувствие. Кто-то, будучи в помещении, испытывал давление на уши, у кого-то в голове постоянно звучал громкий высокий звук, у кого-то ухудшился слух. Всего пострадало 25 человек, которых срочно эвакуировали домой. Там врачи провели обследование и обнаружили симптомы повреждения мозга, причем даже спустя год эти симптомы не пропали. Кубинскому правительству предъявили претензии, которые были с возмущением отвергнуты. В самом деле, у людей нет лучей смерти, способных проникать сквозь стены и повреждать исключительно уши и мозг.

Сообщения СМИ вызвали небольшую панику, и в клиники стали обращаться люди, жалующиеся на схожие ощущения. В связи с этим встал вопрос: как отличить реально пострадавших с гаванским синдромом от людей мнительных, ведь все-таки рассказ о голосах или шуме в голове достаточно субъективен. На помощь пришли точные измерения.

Исследователи из Питтсбургского университета во главе с Кареем Балобаном в 2019 году просмотрели видеозаписи исследований пострадавших, проанализировали сокращение зрачка и непроизвольные движения их глаз и составили цифровую картину проявления синдрома («Frontiers in Neurology», 16 июня 2020 года). Как оказалось, эти реакции весьма характерны. То есть эти 25 человек стали уникумами: с их мозгами случилось нечто, чего не случалось более ни с кем. Дополнительно эта работа подтвердила: ухудшение самочувствия стало следствием не стресса, мнительности или желания оклеветать кубинцев; это объективный результат какого-то воздействия. 

Художник Tomas Plassmann

Что было первым: яйцо или курица? Вопрос примерно такой же степени сложности задают себе исследователи науки: если какая-то хорошо цитируемая работа получила признание журналистов, то в чем причина? Журналисты поняли ценность статьи и привлекли к ней внимание? Статья так интересна, что привлекла бы внимание коллег, даже если журналисты тихо курили в сторонке? Многие пытались найти ответ на этот вопрос. Недавнюю попытку предпринял возглавляемый Мэтью Сили коллектив науковедов из Университета Бригама Янга, что в североамериканском штате Юта («PLоS ONE», 1 июля 2020 года).

Они взяли более восьми сотен научных статей по проблемам спорта из научных журналов 2007—2008 годов, посмотрели их цитирование в последующие годы, а также измерили индексы интереса к этим статьям. Индексов было два. Один, индекс внимания Альтметрики, отмечает всякое упоминания статьи, хоть в газете, хоть в Википедии, хоть в документе правительства. Другой же фиксировал только упоминание в социальных сетях. Еще статьи проранжировали по рейтингу журнала или авторитету главного автора, а затем стали эту сложную систему обрабатывать статистическими уравнениями.

Результат получился такой. Если авторитет журнала или автора влиял на цитирование статьи примерно одинаково, то вклад упоминания в ненаучной прессе превосходил каждого из них почти в два раза! При этом влияние социальных сетей оказалось ничтожным – их индекс был в десять раз менее влиятельным, чем индекс Альтметрики.

Так что же? Доказано, что реклама в главных газетах и журналах науке жизненно необходима? Ничуть! Исследователи провели еще одну гигантскую работу – выбрав 18 статей, они тщательно пересчитали цитирования и упоминания в СМИ за все прошедшие годы. Из этих данных хорошо видно, что газеты-журналы реагируют на выход статьи с четырехлетним опозданием! А максимум упоминания приходится и вовсе на восьмой год после публикации. Именно на этот год, впрочем, приходится и максимум цитирования. Зато обычные СМИ делают важную работу – не дают забыть о статье, однако на начальном этапе ее значимость замечают специалисты. Сами авторы, впрочем, так не думают и предполагают получить средства на дальнейшие исследования проблемы.

…Китай впервые запустил на Марс космический корабль «Тяньвэнь-1»; его название означает «вопросы к небу» («Nature», 2020; doi: 10.1038/d41586-020-02187-7, полный текст)…

…для поиска микроорганизмов на космических телах Солнечной системы предлагается их зондирование из космического пространства вспышками света, вызывающими флюоресценцию, ответом на которые будет специфическое свечение микроорганизмов («Космические исследования», 2020, 58, 4, 276–283)…

…получены новые данные о числе солнечных пятен в 1000–1700 гг. с учетом влияния напряженности и конфигурации главного магнитного поля Земли на частоту появления полярных сияний («Геомагнетизм и аэрономия», 2020, 60, 4, 515–527)…

…статистический анализ 926 падений метеоритов, зарегистрированных с 1860 по 2017 г., говорит о том, что большая их часть приходится на интервал времени от полудня до полуночи и на весенне-летний период, а число болидов не зависит ни от времени суток, ни от времени года («Астрономический вестник», 2020, 54, 3, 247–259)…

…различия в геномах бурых водорослей на двух участках океанского дна у Новой Зеландии свидетельствуют о землетрясении, которое произошло около 800 года до н.э.; участок, где растительность погибла, быстро заселили водоросли с соседних участков, и это отразилось на их генетическом разнообразии («Proceedings of the Royal Society B», 2020; doi: 10.1098/rspb.2020.0712)…

…неандертальцы были чувствительнее к боли, чем большинство современных людей («Current Biology», 2020; doi: 10.1016/j.cub.2020.06.045, полный текст в PDF)…

…зеркальная система мозга играет важнейшую роль при социальных взаимодействиях, обеспечивая понимание действий, мотиваций, эмоций других людей; она активируется сильнее, если стимул демонстрируется человеком, а не показывается в видеоролике («Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова», 2020, 70, 4, 460–472)…

…в США разработали методику отслеживания онлайн-кампаний по дезинформации в режиме реального времени, которая способна уменьшить вмешательство других стран в американские выборы 2020 года («Science Advances», 2020, 6, 30, eabb5824; doi: 10.1126/sciadv.abb5824, полный текст)…

…венгерские ученые получили гибрид американского веслоноса и русского осетра; общий предок родительских видов рыб жил более 184 миллионов лет назад — он почти вдвое древнее, чем общий предок человека и мыши («Genes», 2020, 11, 753; doi: 10.3390/genes11070753, полный текст)…

…возможно, собаки умеют ориентироваться по магнитному полю Земли (eLife, 2020; 9: e55080; doi: 10.7554/eLife.55080, полный текст)…

…низкая численность нерестовых самцов большеглазого бычка Gymnogobius heptacanthus приводит к тому, что самки ярче окрашены, играют ведущую роль в ухаживании, весьма агрессивны по отношению друг к другу; самцы малоагрессивны и за самками не ухаживают («Вопросы ихтиологии», 2020, 60, 4, 488–494)…

…радиус домашнего участка для лесных сонь, где они чувствуют себя комфортно и всегда без проблем вернутся в дом, — 50–100 м, на расстоянии до 800 м на это требуется долгое время, с более отдаленных расстояний возвращение в родные места скорее всего происходит лишь случайно («Зоологический журнал», 2020, 99, 6, 698–705)…

Художник Владимир Ренчин

Четверть века цивилизованное человечество озабоченно думает о сохранении лесов. Проведено множество переговоров на самом разном уровне, подписаны кипы документов, принято бесчисленное количество заявлений и программ, а результата нет. Так, всего за десять лет ежегодная убыль лесов выросла с примерно с 18 до свыше 25 млн га. Даже могущественнейшие транснациональные корпорации вроде «Нестле» или «Проктор энд Гэмбл» не в состоянии добиться выполнения собственных планов. Отчего так происходит? Об этом рассуждали 23 эксперта в рамках недавней дискуссии о путях трансформации лесов («One Earth», 22 мая 2020 года).

И так и эдак они пытались присмотреться к проблеме и в конце концов нашли-таки узкое место. Оказывается, четверть века международное сообщество использовало негодные методы: все переговорщики напрочь исключали человеческий фактор из рассмотрения проблемы. В разработанных программах они не учитывали, как именно люди принимают решения, какие противоречивые интересы ими движут. Почему-то априори считалось, будто все хотят работать совместно для достижения столь важной общей цели. А жизнь-то сложнее. И, стало быть, нужно не заниматься общим делом, а пытаться объединить усилия, которые сегодня прикладывают в противоположных направлениях: авось да получится как-то сгладить противоречия и сдвинуть дело с мертвой точки.

По мысли авторов доклада, необходимо не рассуждать о туманном будущем, а его моделировать; подобно военным, проводить командно-штабные игры с привлечением всех сторон, участвующих в работе с лесом. Тогда можно приблизиться к пониманию реальных трудностей.

Интересно, что, пока проходят все эти рассуждения на общие темы, одна-единственная страна, причем не самая малонаселенная, перевыполняет план восстановления лесов. Это КНР, которая сажает в год столько же леса, сколько его вырубает Бразилия, – около 7 млн га. Китайские руководители легко, без всяких игр, осознали и привели в гармонию друг с другом чаяния разных групп людей, для чего обязали в 1981 году каждого китайца сажать насколько деревьев в год и даже объявили день рождения Сунь Ятсена, 12 марта, Днем лесопосадок. Теперь счет таким деревьям идет на десятки миллиардов.

Художник Павел Матушка

Планета Проксима b, вращающаяся вокруг проксимы Центавра, самой близкой от нас звезды, до которой лёта со скоростью света всего 4,24 года, не случайно привлекает пристальное внимание астрономов. Ведь сразу после ее открытия в 2016 году выяснилось, что это почти Земля: массу оценили в 1,3 земных, причем расположена планета в обитаемой зоне, где возможна жидкая вода. Климатологи даже рассчитали две модели климата для Проксимы b, которые обе дали вполне разнообразные условия, способствующие (см. «Химию и жизнь», 2017, № 6) развитию сложных форм жизни.

Теперь же к расследованию присоединился точнейший спектрограф ESPRESSO (агентство «NewsWise», 28 мая 2020 года). Этот прибор создали в Женевском университете, том самом, где работают главные охотники на планеты, нобелевские лауреаты 2019 года Мишель Майор и Дидье Кело. А смонтировали его в 2017 году на Очень большом телескопе Южной европейской обсерватории в чилийской пустыне Атакама.

Этот прибор измерил, что масса Проксимы b всего в 1,17 раз больше земной, а год на ней длится 11,2 дня. Столь короткий год не должен удивлять, ведь проксима Центавра принадлежит к числу красных карликов, и планета в зоне обитаемости оказывается во много раз ближе к звезде, чем такая же планета у Солнца.

Теперь главная задача – получить спектры от атмосферы планеты. В этом должен помочь перспективный спектрометр RISTRETTO с помощью которого ее атмосфера предстанет перед нами во всей своей красе. Самая же красота будет, если в ней удастся разглядеть наличие свободного кислорода: это самый верный маркер присутствия жизни земного типа, ведь из тех планет, что нам известны, этот газ есть только на одной – на Земле. После этого энтузиасты космонавтики получат хороший аргумент в пользу первой межзвездной экспедиции, благо идей о принципах столь дальнего полета имеется в избытке (см. «Химию и жизнь», 2017, 12).

Ну а пока столь точных приборов нет, астрономов заинтересовали странные колебания орбиты Проксимы b: не исключено, что рядом с ней находится планета в треть земной массы. Если это подтвердится, она окажется самой маленькой из известных нам планет за пределами Солнечной системы.

…проект ИТЭР по созданию крупнейшего в мире термоядерного реактора прошел важную веху — на место установлено основание криостата, самая большая и тяжелая часть токамака (28 мая 2020 года, https://www.iter.org/newsline/-/3449)...

…созданная в Институте прикладной физики установка «Спрайт» позволяет формировать крупномасштабный импульсный разряд в воздухе, подобный высотным разрядам — спрайтам и гигантским джетам — в интервале 70—90 км («Геомагнетизм и аэрономия», 2020, 60, 3, 365–374)…

…вскоре будут опубликованы новые калибровочные кривые для радиоуглеродного датирования археологических и палеонтологических образцов, составленные с учетом изменений содержания в воздухе углерода-14, причиной которого были, в частности, сжигание ископаемого топлива и взрывы ядерных бомб («Nature», 2020; doi: 10.1038/d41586-020-01499-y, полный текст)…

…метод лучевой георадарной томографии впервые использован для изучения внутреннего строения ствола живого дерева; он позволяет избежать повреждений, обладает высокой разрешающей способностью, дает информацию о диэлектрической проницаемости внутри ствола и, следовательно, влажности («Лесоведение», 2020, 3, .274–286)…

…бактерия Shewanella oneidensis может контролировать катализируемую металлом полимеризацию радикалов, поглощая кислород из среды и создавая поток электронов на металл («Nature Chemistry», 2020; doi: 10.1038/s41557-020-0460-1)…

…созданы структуры для фотосинтеза, более эффективного, чем природный, — капли размером с клетку, содержащие мембраны хлоропластов шпината и компоненты ферментативного цикла для синтеза органических молекул из углекислого газа («Science», 2020, 368, 6491, 649–6544; doi: 10.1126/science.aaz6802)…

…исследована регуляция ферментов, отвечающих за разложение нафталина у штамма Pseudomonas putida BS3701, который входит в состав препарата MicroBak для восстановления загрязненной нефтяными углеводородами почвы, а также влияние на этот процесс дефицита азота и железа («Frontiers in Microbiology», 2020, doi: 10.3389/fmicb.2020.01217, полный текст)…

…впервые экспериментально доказано, что в условиях умеренного загрязнения дизельным топливом морской воды красная водоросль Palmaria palmata способна к поглощению и деструкции нефтепродуктов («Биология моря», 2020, 46, 2, 135–141)…

…каждая третья женщина европейского происхождения имеет «неандертальский» вариант рецептора гормона прогестерона, связанный с повышенной рождаемостью, более редким кровотечением на ранних сроках беременности и меньшим количеством выкидышей («Molecular Biology and Evolution», 2020; doi: 10.1093/molbev/msaa119, полный текст)…

…у детей с тяжелыми нарушениями речевого развития значительно чаще, чем предполагалось ранее, выявляются вестибулярные дисфункции; всестороннее аппаратное обследование вестибулярной системы должно стать для них обязательным («Физиология человека», 2020, 46, 3, 83–89)…

Вакцины – какие, сколько и на какой стадии?

Даже когда острая фаза пандемии COVID-19 закончится и меры карантина больше не будут нужны, сам вирус никуда не денется, а продолжит жить среди нас. Самый эффективный способ от него защититься – сделать вакцину.

Весь мир сейчас с надеждой смотрит на ученых, которые работают над созданием вакцины против коронавируса. Этой приоритетной задачей занимаются десятки лабораторий в мире. Агрегатор всех вакцин и лекарств против COVID-19 создал на своем сайте Институт Милкена (США). В нем уже насчитывается 123 (!) вакцины. Большая часть их проходит доклинические исследования на животных, но для 11 вакцин указано, что они перешли в фазу клинических исследований.

Есть ли в этой базе российские вакцины? Есть. Шесть вакцин разрабатывает Научный центр вирусологии и микробиологии «Вектор», одну – Санкт-Петербургский НИИ вакцин и сывороток, две – российская компания BIOCAD. Все они находятся на стадии доклинических исследований. И все эти девять российских разработок ВОЗ включила в перечень перспективных вакцин против вируса SARS-CoV-2.

Смысл вакцинирования в том, чтобы в безопасной форме «познакомить» организм с новым для него патогеном. Вакцина в той или иной форме содержит фрагмент инфекционного агента – антиген, вызывающий ответ иммунной системы в виде образования специфических антител. При этом некоторые лимфоциты, Т-клетки и В-клетки, сохраняют память на этот антиген, так надолго формируется иммунная память. Когда вакцинированный человек сталкивается с тем же антигеном, клетки памяти активизируются, и иммунный ответ развивается быстро. Это означает, что Т-клетки (Т-киллеры) быстро синтезируют токсичные для патогена вещества, а В-клетки быстро нарабатывают специфические к нему антитела. Быстрый иммунный ответ не даст развиться заболеванию, или же, если человек все же заболел, он перенесет этот недуг в легкой форме.

Для создания вакцин можно использовать разные методы, и практически все эти методы ученые сегодня применяют в построении защиты против вируса SARS-CoV-2. В атаке на него задействуют весь имеющийся арсенал, ибо никто не знает, какой тип вакцины пройдет испытания и спасет человечество.

Вакцины можно изготовлять непосредственно из штаммов бактерий или вирусов, либо в живом, но ослабленном, либо в убитом виде. В первом случае используемый патоген называют аттенуированным, во втором случае – инактивированным. Это самые традиционные и до сих пор самые распространенные типы вакцин. Среди разработок вакцин против SARS-CoV-2 такие тоже есть. Например, китайская компания Sinovac успешно протестировала на животных вакцину из инактивированного вируса. У мышей, крыс и макак-резусов после вакцинации образовались иммуноглобулины IgG – антитела, специфичные для S-белка вируса SARS-CoV-2 и его рецептор-связывающего домена. Результаты испытаний опубликованы в препринтной статье.

Более современный метод – рекомбинантные белковые вакцины, содержащие фрагменты вирусных белков, на которые вырабатывается иммунный ответ. Чаще всего это S-белок, взаимодействующий с рецептором для вхождения вируса в клетку. Две такие вакцины разработаны в центре «Вектор», белковую вакцину сделали также в Санкт-Петербургском НИИ вакцин и сывороток и в российской компании BIOCAD, сейчас они проходят доклинические исследования.

Для создания вакцины используют и другие вирусные векторы, например, аденовирусы, вирусы гриппа и др. В этом случае в инактивированный другой вирус вставляют ген антигенного белка коронавируса и в таком виде нарабатывают в культуре клеток. Российские вакцины на основе вирусных векторов (кори, гриппа А, везикулярного стоматита) разрабатывают и испытывают в «Векторе», вакцину такого же типа сделали и в компании BIOCAD.

Еще один современный тип вакцины – ДНК-вакцины. Они чаще всего состоят из кольцевой ДНК – плазмиды, в которую вставлены гены возбудителя, в данном случае, вируса. Эта ДНК проникает внутрь клетки, где она синтезирует вирусный белок, который служит антигеном, вызывая иммунный ответ.

Есть и РНК-вакцины, работающие на основе вирусной РНК. Чаще всего вакцина содержит фрагмент РНК, который производит S-белок. Одну вакцину такого типа уже начали испытывать на людях – в лидеры вышла разработка американской компании Moderna Therapeutics. Выпущена опытная партия вакцины, на первом этапе медики будут проверять ее безопасность на здоровых добровольцах. Эта вакцина содержит РНК, кодирующую стабилизированную форму S-белка вируса. Среди отечественных разработчиков РНК-вакцину создают в «Векторе» и в компании BIOCAD, они проходят доклинические исследования. Над созданием РНК-вакцин работают во всем мире, в том числе в Китае. Похоже, что сегодня именно этот тип вакцин имеет важное преимущество – РНК-вакцина может быть сделана и наработана в достаточном количестве быстрее, чем вакцины традиционного типа.

Коронавирусы: в семье не без урода

Возбудитель пандемии COVID-19, новый коронавирус SARS-CoV-2, относится к семейству коронавирусов, в котором насчитывается 40 видов. Все они имеют схожее строение, о котором мы уже писали. Но не лишне и повторить. Это РНК-вирусы с довольно крупными по размеру вирусными частицами (вирионами) – 100-120 нм. В центре вириона находится генетический материал – молекула РНК в комплексе с белком (нуклеокапсид). Молекула РНК у них тоже крупная – около 30 тысяч нуклеотидов. Белковая оболочка, капсид, у коронавирусов ощетинивается шипами «короны». Шипы образованы S-белком (или спайк-белком), именно он связывается с рецептором на клеточной мембране и обеспечивает проникновение вируса в клетку. Поверх белкового капсида коронавирусы снабжены дополнительной оболочкой – суперкапсидом из двойного слоя липидов.

Коронавирусы размножаются в клетках млекопитающих и птиц, а некоторые – в клетках человека, причем по степени патогенности для человека они очень отличаются. Большинство коронавирусов вызывают у человека обычную острую респираторную инфекцию (ОРВИ), как и множество других вирусов из разных семейств. Таковы коронавирусы HCoV-229E, HCoV-NL63, HCoV-OC43, HCoV-HKU1 (буква H в названии означает, что они «человеческие»). По разным оценкам, коронавирусы становятся причиной от 12% до 20% ОРВИ.  

На них никто особенно не обращал внимания, пока в 2002 году в Китае не случилась вспышка атипичной пневмонии (TOPC). Ее возбудителем был коронавирус SARS-CoV. Как следует из названия, он весьма похож на возбудителя нынешней пандемии COVID-19. Для проникновения в клетку он использует тот же рецептор АС2. До того, как возбудитель атипичной пневмонии стал заражать человека, его хозяевами были летучие мыши. Атипичная пневмония в 2003 году распространилась на другие страны и континенты; эпидемией были охвачены 29 стран, болезнь диагностирована у 8098 людей, 774 из них умерли. Если сравнить ее с нынешней пандемией COVID-19, то заболевших было несопоставимо меньше, но смертность достигала почти 10%, что гораздо выше, чем сейчас.

В 2012 году случилась вспышка ближневосточного респираторного синдрома в Саудовской Аравии, ее возбудитель – коронавирус MERS-CoV. К 2015 году эпидемия охватила 23 страны. Заболевания, вызванные MERS-CoV, продолжаются, всего в мире зарегистрировано около 2500 случаев, умерли около 900 человек. Как и с атипичной пневмонией, мы видим, что, по сравнению с COVID-19, число заболевших гораздо меньше, а смертность гораздо выше. MERS-CoV находится в меньшем родстве с новым коронавирусом, чем возбудитель атипичной пневмонии: так для проникновения в клетку он использует другой рецептор, DPP4.

На распространение заболевания и смертность от него влияют множество свойств вируса, которые у возбудителя COVID-19 еще недостаточно изучены: вирулентность, механизмы передачи, инкубационный период, способность к бессимптомной передаче, выработка иммунитета и пр. Сейчас во всем мире секвенируют геномы SARS-CoV-2, чтобы оценить скорость и особенность его эволюции, что очень важно для создания вакцины. Пока что ясно, что он эволюционирует не очень быстро, скорость возникающих в нем мутаций меньше, чем у вируса гриппа.

Интересное исследование, в котором на молекулярном уровне сравнивали разные коронавирусы, провел эволюционный биолог и вирусолог Евгений Кунин, сотрудник Cold Spring Harbor Laboratory, эта работа опубликована в виде препринта. Евгений Кунин и его коллеги задались вопросом, есть ли отличия на уровне генов и белков у коронавирусов с высокой патогенностью (SARS-CoV, MERS-CoV и SARS-CoV-2) от менее опасных вирусов того же семейства. Для сравнения тех и других ученые привлекли метод нейронных сетей. Этим методом им удалось найти 11 участков в геномах, которые отличают высокопатогенные коронавирусы от менее патогенных, из них 4 вызывают изменения в белках вируса.

Эти участки были достаточно большими – не замены отдельных нуклеотидов, а вставки фрагментов нуклеотидов, инсерции. И эти отличия в геноме вызывали изменения в двух белках вируса. Один белок входит в состав нуклеокапсида (в комплексе с РНК), и смысл его изменений пока не очень понятен. Ученые выяснили, что у высокопатогенных вирусов нуклеокапсидный белок помогает вирусу проникнуть в ядро клетки, хотя пока исследователи не понимают, зачем это надо, и как это может быть связано с патогенностью. Второй белок – это S-белок, в нем происходят изменения, которые облегчают вирусу узнавание рецептора AC2 и слияние вирусной мембраны с клеточной мембраной. Это относилось и к вирусам SARS, и к вирусу MERS, хотя они используют разные клеточные рецепторы. Наконец, у SARS-CoV-2 обнаружилась еще одна вставка, которая позволяет ему узнавать клеточную протеазу (фермент, расщепляющий белок) под названием фурин. Эта самая протеаза фурин расщепляет S-белок на две части – одна часть служит для узнавания рецептора, другая – для проникновения в клетку. И обнаруженная вставка повышает эффективность этого процесса.