Эта работа потрясает воображение своей филигранностью, но не меньше она потрясает и тем, какие тончайшие секреты матушки-природы вскрыли ученые. Речь идет о механизме, с помощью которого вирус проникает в поражаемую им клетку.
Первая из этих структур — шприцеподобная «насадка», позволяющая вирусу впрыснуть свою ДНК внутрь заражаемой клетки. Исследователи из университета Пурдье изучили вирус бактериофага Т4, который поражает только бактерии кишечной палочки E.coli и по форме напоминает луноход: его продолговатое тельце сидит на шестигранном хвосте-«подставке», от которой сбоку отходят шесть «ножек», именуемых длинными и короткими хвостовыми волокнами.
Изучив атом за атомом строение подставки, ученые установили, что она играет роль своеобразного «нервного центра» вируса, передающего сигналы от него и к нему («своеобразного», а не настоящего, потому что в действительности у вируса, конечно, нет нервной системы, и он вообще живой лишь постольку, поскольку может размножаться, но может это делать лишь с помощью посторонней клетки).
Сигналы эти передаются в определенные моменты процесса проникновения вируса в клетку. Первый этап состоит в том, что вирус, увлекаемый межклеточной жидкостью, проплывает мимо клетки и его длинные волокна волокутся за ним, по пути «щупая» торчащие на поверхности клетки белки-рецепторы. Если они находят среди них такой рецептор, который подходит для прицепления вируса, они зацепляются за него, тем самым давая механический сигнал подставке, и та «командует» коротким волокнам осуществить прицепление, или «посадку» всего вируса на поверхность клетки — в точности так, как луноход, расставив свои короткие опоры, опускается на поверхность Луны.
Теперь короткие волокна, в свою очередь, передают подставке механический сигнал о благополучной посадке, и та преобразует свою структуру — из шестигранника превращается в звезду. Одновременно за счет распластывания подставки из ее центра выдвигается доселе скрывавшаяся там небольшая твердая шприцеподобная трубочка. Подставка стягивается в размерах, все более выдвигая трубочку, пока та не войдет в контакт с клеточной мембраной и, двигаясь дальше, не проткнет ее.
Теперь подставка подает последний сигнал, по которому молекула ДНК, находящаяся в тельце вируса, начинает проползать по этой трубочке внутрь бактериальной клетки. Войдя в нее, она затем инструктирует бактерию производить те белки, которые нужны для построения сотен и тысяч новых вирусных частиц той же формы, с той же ДНК и тем механизмом прицепления и впрыскивания. Это — фаза размножения вируса.
Всю эту сложнейшую и тончайшую вирусную машинерию ученые выявили с помощью изучения расположения всех атомов вируса на всех последовательных стадиях процесса его прикрепления к клетке. Больше всего исследователей заинтересовал вирусный «шприц» для ДНК. По мнению руководителя работы профессора Майкла Россмана, такой шприц может оказаться полезным в качестве «пробника» в современных так называемых атомных микроскопах.
