«Вряд ли Covid-19 — самый умный вирус»: научно-популярный тред о том, как вирусы «взламывают» иммунную систему
понедельник, 25 мая 2020 г.
С отсылками к хакерам, «Прирождённым убийцам» и «Алисе в стране чудес».
Промо «Мистера Робота»
Вирусолог Питер Колчински (Peter Kolchinsky) запустил научно-популярный Твиттер-тред о «трюках», с помощью которых вирусы обходят иммунную систему человека. Он разобрал жизненный цикл вирусов на примерах ВИЧ, бешенства, герпеса, а в конце пришёл к выводу, что от коронавируса Covid-19 нас спасут биотехнологии.
Viruses are hoody-wearing hackers, but SARS2 is hardly the cleverest. My votes go to HIV, rabies, and herpes. Here are top 10 virus hacks (each a reason I love virology & science in general)... #1) many viruses employ signal jamming, preventing an infected cell from... https://t.co/FU7aNnbObT
Вирусы — это хакеры в худи, но SARS2 вряд ли самый умный из них. Мой голос уходит ВИЧ, бешенству и герпесу. Вот топ-10 хаков вирусов (каждый — это причина, почему я люблю вирусологию и науку в целом)... 1) Многие вирусы создают помехи, чтобы помешать заражённой клетке...
...notifying other cells they are infected. Infected cells normally release molecules called cytokines to communicate w/ other cells (eg lock your doors, call the cops!) & some viruses make proteins that bind those cytokines up, basically preventing cell from calling for help.
сообщить другим клеткам, что она заразилась. Заражённые клетки обычно высвобождают молекулы, которые называются цитокинами, чтобы «общаться» с другими клетками (например, «запри двери, вызывай полицию!»). Некоторые вирусы вырабатывают белки, которые связывают цитокины — из-за этого клетки не могут попросить о помощи
2) Also, cells normally display pieces of everything they are making inside of themselves on their surface, like a factory with a display window. Immune cells walk by to look in the window to make sure there’s no funny business going on, ie no virus bits in the window. https://t.co/Lt8farkOSy
2) Также клетки обычно показывают снаружи всё, что происходит внутри них — как фабрика с витриной. Иммунные клетки проходят мимо окон и убеждаются, что внутри не происходит ничего необычного. То есть, там нет частичек вирусов
To display a bit of any protein in the window (ie on cell surface), cells must put them on a pedestal called an MHC complex. Herpes and other viruses have learned to block/break those pedestals so nothing gets displayed on the cell surface. Cops walks by & see nothing.
Чтобы показать кусочек белка в окне (то есть, на поверхности клетки), клетки должны посадить их на витрину, которая называется главным комплексом гистосовместимости (ГКГС). Герпес и другие вирусы научились блокировать или ломать эти витрины, чтобы ничего не появлялось на поверхности клетки. Копы проходят мимо и ничего не замечают
But our immune system is clever, too, and has NK special cells (Natural Killer- that’s right, think Woody Harrelson but more like Dexter going after bad guys) that roam about looking for cells missing MHC & destroy them for being suspicious looking. https://t.co/8CEomzKaEg
Но наша иммунная система тоже умная — у неё есть специальные клетки-естественные киллеры (естественный киллер — да, вспомните Вуди Харрельсона [отсылка к фильму «Прирождённые убийцы»] или Декстера, который охотится за плохими парнями). Они бродят в поисках подозрительно выглядящих клеток без ГКГС и уничтожают их
3) But damn if some viruses aren’t smarter still. For example, the herpes virus called cytomegalovirus (sounds like a virus from Cybertron) produces a decoy MHC pedestal that cons NK cells into thinking everything is ok, a walk on by. Like a battle between black & white hats...
3) Но, чёрт подери, некоторые вирусы ещё умнее. Например, вирус герпеса, который называется цитомегаловирус (звучит, как вирус с [планеты Трансформеров] Кибертрона), производит ложные витрины с ГКГС, которые заставляют естественных киллеров думать, что всё нормально. Как борьба между вирусами-«белыми шляпами» и «чёрными шляпами»...
...viruses & the hosts they infect keep trying to outdo one another. It’s like the Red Queen’s race in Alice in Wonderland. You have to run as fast as you can just to stay where you are & faster still to get ahead. (btw, biotechnology is how we can outrun viruses). https://t.co/9U2Zz9LZea
... и клетками, которые они заразили. Обе стороны пытаются обойти друг друга. Это как гонка Красной королевы в «Алисе в стране чудес». Ты должен бежать как можно быстрее, чтобы оставаться на месте, и ещё быстрее, чтобы продвинуться вперёд (кстати, с помощью биотехнологий мы можем обогнать вирусы)
But back to the hacks. We’ve only scratched the surface of their arsenal. 4) HIV infects our immune cells. It’s a cop killer. And it does it’s best job of infecting these T cells when they are activated. So any T cells that tries to go after HIV walks right into virus’s arms.
Но вернёмся к хакам. Мы только прошлись по верхам их вооружения. 4) ВИЧ заражает наши иммунные клетки. Это убийца копов. Лучше всего он заражает T-лимфоциты, когда они активируются. Так что любой Т-лимфоцит, который попытается погнаться за ВИЧ, попадёт прямо в логово вируса
One current approach to beating HIV is to engineer T cells that HIV can’t infect. Basically, give them Kevlar. Want to know how? We use a harmless mutated HIV virus to introduce those protective genes into T cells. Turn the virus on itself! Anyway, back to the virus hacks.
Текущий поход к борьбе с ВИЧ — это создать T-лимфоциты, которые ВИЧ не сможет заразить. Ну типа дать им кевлар. Знаете, как? Мы используем безобидные мутировавшие клетки ВИЧ, чтобы добавить защитные гены в Т-лимфоциты. Обратить вирус против самого себя! Ладно, вернёмся к хакам вируса
5) HIV writes itself into the DNA code of the cells it infects and can then go to sleep for years in that cell. Those sleeper cells look normal for a while so don’t raise any alarms but the viral code within them can reactive after many years to start making new HIV.
5) ВИЧ записывает себя в ДНК-код клеток, которые он заражает, а затем может спать годами в этой клетке. Эти спящие клетки поначалу выглядят нормально, поэтому не вызывают тревоги. Но вирус внутри них может активироваться спустя много лет, чтобы произвести новые инфицированные клетки
So you basically can’t wipe out HIV without getting rid of those sleeper cells. That’s not impossible, but so far that’s only possibly with a complete bone marrow transplant, and even then only if the donor cells have a special mutation that makes them impervious to HIV.
Поэтому вы не можете просто избавиться от ВИЧ, не избавившись от этих спящих клеток. Сейчас это возможно только при полной пересадке костного мозга. И только если клетки донора выработали специальную мутацию, которая делает их невосприимчивыми к ВИЧ
6) Now rabies is a devil. It infects neurons and is secreted in saliva. It’s transmitted from one animal to another via a bite. Some infected animals become more aggressive, more likely to bite. Why? It’s thought that virus’s external protein, which lets it infect cells, also...
6) Бешенство — это просто дьявол. Он инфицирует нейроны и прячется в слюне. Бешенство передается от одного животного к другому через укус. Некоторые заражённые животные становятся более агрессивными, а значит с большей вероятностью могут покусать. Почему? Считается, что белок вируса, который позволяет заражать клетки, также...
...interferes with serotonin in the brain, basically making the animals deeply insecure (ever hear of fear-biting?). It’s like anti-Prozac (eg depressed people can be more aggressive). That makes the animals more likely to bite even unprovoked, spreading the rabies virus. https://t.co/yg1AxShCFK
...вмешивается в работу серотонина в мозгу. Из-за этого животные становятся очень не уверенными в себе (слышали о кусании от страха?). Это работает как анти-Прозак (например, депрессивные люди могут становиться более агрессивными). Поэтому животные чаще кусаются, даже если их никто не провоцировал, и распространяют вирус бешенства
7-9) Cells are booby-trapped with virus-detecting sensors (eg Toll-Like Receptors) that trigger (via interferon response) the cell to self-destruct (apoptosis). Viruses evolved counter-measures to A) disable sensors, B) silence internal alarm, & C) block the auto-destruct.
7-9) Клетки оказываются в ловушке с сенсорами, вычисляющими вирусы (например, с толл-подобными рецепторами), которые запускают (через отклик интерферона) самоуничтожение клетки. Вирусы разрабатывают контрмеры, чтобы А) отключить сенсоры, Б) отключить внутреннюю тревогу и В) заблокировать самоуничтожение
It’s like Indiana Jones in Raiders of the Lost Ark, having to circumvent all the crazy, ancient defenses. Harrison Ford would be one cool virus. Except for analogy to work, he would need to break in to get access to cloning technology. Sounds perfect for Netflix. https://t.co/jQ4m31p5O7
Это как в фильме «Индиана Джонс: В поисках утраченного ковчега» надо было преодолеть все эти безумные древние ловушки. Харрисон Форд был бы крутым вирусом. Ради аналогии предположим, что ему бы надо было ворваться в гробницу, чтобы получить доступ к механизму репликации. Звучит идеально для Netlfix
10) And then there are face swapping tricks of viruses like flu & HIV, which can alter their external proteins faster than our immune systems can keep up. It’s why we need new flu vaccine each year. These viruses have frilly (ie variable) regions on their surface proteins that...
10) Ещё вирусы вроде гриппа и ВИЧ умеют маскироваться. То есть могут изменять внешний белок быстрее, чем наша иммунная система может за этим уследить. Поэтому каждый год надо ставить новую прививку от гриппа. Эти вирусы имеют переменные регионы на поверхностных белках, которые...
...protect the functional parts that let the virus infect cells, like the tassels on a hunter’s camo suit shield the person from being recognized. These mutate easily without impairing the virus’s ability to function. https://t.co/MKtZJJZAeQ
...защищают функционирующие части, позволяющие вирусу заразить клетку. Как мох на камуфляже охотника, который позволяет человеку оставаться незамеченным. Они легко мутируют и не останавливают способность вируса функционировать
So what tricks does SARS2 have up its sleeve? A) Like flu, it changes its appearance, but actually quite slowly (despite what media reports), so we can make a vaccine & expect it to work for a while. B) It’s got a protein that shuts down our cells’ interferon response...
Так какие козыри есть в рукаве у SARS2? А) Он может изменять свою структуру, также как и грипп, но гораздо медленно (несмотря на то, что говорят в СМИ). Поэтому шансы создать вакцину, которая будет действовать дольше обычной вакцины от гриппа, довольно высоки. Б) У вируса есть белок, который блокирует отклик интерферонов клетки,
...basically cutting the tripwire that would activate a cell’s antiviral defenses. C) Also, like many viruses, SARS2 has to deal with a defense cells have where they basically print all their instructions for making proteins on RNA that has a special “cap” telling...
...как бы выключая сигнал тревоги для других клеток и организма. В) Как и у многих вирусов, у SARS2 есть механизмы, которые обманывают иммунную систему. Вирус подделывает «подписи» клеток на на рибонуклеиновой кислоте (РНК), используя схожие с ними протоколы размножения
...the cell’s protein making machinery that these are reliable instructions. Think of it like official factory letterhead. If the protein-making machinery sees instructions printed on unofficial RNA w/o the cap, it knows there’s an intruder & activates the auto-destruct alarm. https://t.co/n0xWgYRWqn
Механизм производства белка в клетке убеждается, что всё правильно благодаря «подписи». Представьте себе официальный бланк. Если механизм производства белка видит неофициальную РНК без «подписи», он понимает, что появился нарушитель. И активирует механизм самоуничтожения
So SARS2 has a protein that puts official caps (letterhead) on the viral instructions for making more viral proteins. Clever workaround. There are about 8 proteins that SARS2 uses to hide itself from our cell defenses and immune system like that.
Поэтому у SARS2 есть белок, который добавляет официальные «подписи» к вирусным РНК, где создаётся вирусный белок. Умный обходной путь. Существует где-то восемь белков, которые SARS2 использует для того, чтобы спрятаться от защитных систем клетки и иммунных систем
So SARS2 is hardly dumb. Yet all we need to stop it is a vaccine that gives our immune system a head start. Without the element of surprise, SARS2 will either fail to infect or will cause only a mild infection. We’ll have won the Red Queen’s race with a bit of biotechnology.
SARS2 вряд ли можно назвать тупым. Однако всё, что нам нужно, чтобы остановить его — это вакцина, которая даёт нашей иммунной системе преимущество. Без элемента неожиданности SARS2 или не сможет заражать, или будет провоцировать слабую инфекцию. Мы победим в гонке Красной королевы с помощью биотехнологий
P.S. Жизнь вируса на примере распространения твитов в соцсети.
Interestingly, this thread has more engagement than any others of mine (highly infectious), but w/ people w/ few followers, so spreads steadily (R0 a bit over 1). To go really exponentially viral, a tweet requires “super spreaders” who reach crowds. Viruses the same.
Интересно, что с этим тредом взаимодействовали больше, чем с моими любыми другими (невероятно заразный), но это были люди с меньшим количеством подписчиков, поэтому он распространяется постепенно (индекс репродукции немного выше 1). Чтобы стать экспоненциально вирусным, твиту нужны «супер-распространители», которые принесут его в массы. Вирусы работают так же
But what if super spreaders aren’t as interested in wonky science? Then science doesn’t spread. What would it take to make a science explainer of interest to super spreaders? That’s what science educators need to crack... until we do, other topics will outcompete the nerdy stuff.
Но что если супер-распространители не заинтересованы в занудной науке? Тогда наука не распространится. Как можно заинтересовать супер-распространителей научной «объяснялкой»? Это предстоит разгадать популяризаторам науки... Пока мы не смогли, другие темы вытеснят заумные штуки
So although viruses don’t direct their own evolution, if you love science & want to spread its awesomeness, then think about how you would “mutate” this or any science thread to make it appealing to super spreaders. Otherwise, it just slowly percolates among us lovable geeks.
Вирусы не управляют собственной эволюцией, поэтому, если вы любите науку и хотите распространить её крутость, подумайте, как бы вы «мутировали» этот или любой другой научный тред, чтобы привлечь супер-распространителей. В другом случае он будет крутиться между нами гиками
In any case, every tweet contributes to the R0 of a good explainer. You never know when a teenager will read it, fall in love with viruses, dedicate themselves to science, and someday cure a disease. So enjoy the science and pass it on.
В любом случае каждый твит способствует индексу репродукции хорошей «объяснялки». Никогда не знаешь, когда подросток его прочитает, влюбится в вирусы, посвятит себя науке и когда-нибудь излечит болезнь. Наслаждайтесь наукой и распространяйте её
