Опера о чуме (учебник)

С другой стороны, наличие дополнительных плазмид (их называют криптическими1) при сохранении «собственных» (pCad, pFra и pPla) обычно не приводит к снижению вирулентности. Так, наличие криптической плазмиды рТР33 (34 Кб) 2 у штамма Y. pestis КМ932, выделенного в 1987 году в Тувинском горном очаге (Россия), не влияет на вирулентность, а её функции к настоящему времени неизвестны. Однако выделенный3 в 1986 году в Центрально-Кавказ- ском высокогорном очаге (Россия) штамм Y. pestis С-267, содержащий криптическую плазмиду рСКF (5,4 Кб), имеет сниженную вирулентность и потребность в пролине. Так или иначе, в настоящее время эти плазмиды используются в качестве генетических маркеров штаммов данных очагов.

Известны штаммы из Китая. Это авирулентный штамм Y. pestis 91001, содержащий дополнительную криптическую плазмиду рCRY (22 Кб), и безымянные штаммы Y. pestis, содержащие дополнительную криптическую плазмиду рYCR (5,919 Кб). Первый штамм был выделен в 2004 году от полёвки Брандта (Lasiopodomys brandtii)4, а вторые – в 2000 году в регионах провинции Юньнань5.

Малые некодирующие РНК

Малые некодирующие РНК (мнРНК) – это короткие молекулы РНК, являющиеся важными компонентами многих сигнальных путей у бактерий, с которых рибосома не транслирует синтез белков. Источником мнРНК могут быть умеренные бактериофаги. Рассмотрим функции некоторых мнРНК чумного микроба: мнРНК, являющаяся РНК-термосенсором, в ответ на повышение температуры до 37°С запускает ген lcrF, кодирующий синтез белка LcrF,

1Присутствие этих плазмид не отражается на фенотипе.

2Структурно-функциональный анализ этой плазмиды показал, что она является

кольцевым геном бактериофага.

3 Оглодин Е. Г., Ерошенко Г. А., и др. Структурно-функциональный анализ криптических плазмид штаммов Yersinia pestis из двух природных очагов чумы России. Проблемы особо опасных инфекций. 2015; 4:82–85; DOI: 10.21055/0370-1069-2015-4-82-85.

4Song Y., Tong Z., et al. Complete genome sequence of Yersinia pestis strain 91001, an isolate avirulent to humans. DNA Res. 2004; 11(3):179–197; DOI: 10.1093/dnares/11.3.179.

5Dong X. Q., Lindler L. E., et al. Complete DNA sequence and analysis of an emerging cryptic

100

который, в свою очередь, запускает систему секреции III типа мнРНК Ysr141 регулирует синтез YopJ мнРНК Ysr170, влияя на гены плазмиды pCad, повышает выживаемость бактерии в макрофагах мнРНК HmsB усиливает активацию образования биоплёнки, вероятно, влияя на гены hms (вспомним, что на функцию hms также влияет геном бактериофага CUS-2). В целом функции многих уже идентифицированных мнРНК ещё не определены, однако очевидна их важная роль в жизненном цикле бактерии.

CRISPR

Короткие палиндромные повторы, регулярно расположенные группами (CRISPR, от англ. clustered regularly interspaced short palindromic repeats) – это небольшие повторяющиеся последовательности длиной 21-37 п. н., которые разделяются так называемыми спейсерами (уникальными некодируемыми последовательностями) подобно тому, как некоторые части предложения обособляются запятыми. CRISPR были открыты в 1987 году группой исследователей во главе с Ишино сидзуми1, и долгое время их биологическая функция была неизвестна. Исследования, продолженные группой Франсиско Мóхика2, позволили обнаружить CRISPR у многих бактерий и архей, а также гены cas, кодирующие Cas-белки. Только в 2005 году они доказали, что спейсеры (те самые запятые) гораздо важнее «слов», поскольку являются последовательностями из геномов бактериофагов, придавая бактерии устойчивость к ним3. То есть по сути это механизм адаптивного иммунитета, бактериальный аналог иммунитета млекопитающих, где бактерия «коллекционирует» фрагменты чужеродных геномов, с которыми сталкивалась (примерно как люди хранят фотографии в фотоальбоме). В геноме Y. pestis обнаружено три элемента CRISPR: YP1, YP2 и YP3, спейсеры которых являются генами профагов (в соответствующем разделе они не упоминаются).

1(Ишино Ёсизуми), р. 1959; японский молекулярный биолог. Помимо CRISPR, открыл ген iap в E.coli, секвенировав в дальнейшем весь геном.

2Francisco Mojica, р. 1963 испанский микробиолог, автор термина CRISPR.

3Mojica F. J. M., Díez-Villaseñor C. D., et al. Intervening sequences of regularly spaced prokary-

otic repeats derive from foreign genetic elements. J Mol Evol. 2005; 60(2):174–182; DOI: 10.1007/s00239-004-0046-3.

101

Последующие исследования CRISPR и открытие белка Cas9 позволили создать технологию редактирования генома (CRISPR/Cas9), за которую Эмманюэль Шарпантьé 1 и Джéннифер Энн Дáудна 2 получили Нобелевскую премию по химии 2020 года. Применение этой системы позволяет людям эффективно подавлять хромосомные гены Y. pestis, в частности hmsH и ail, тем самым значительно снижая её вирулентность.

* * *

Возможно, всё вышесказанное на данном этапе кажется сложным и непонятным, но это будет исправлено в следующем Акте, когда мы подробно рассмотрим патогенез. Сейчас же следует понять три вещи: во-первых, сложность и разнообразие тех механизмов, которые обеспечивают выживание бактерии в организме млекопитающего, поскольку, как можно убедиться, бóльшая часть «механизмов» запускается только при температуре 37°С во-вторых, многие «механизмы», кодируемые различными генами, расположенными на различных генетических структурах (будь то хромосома или плазмида), дополняют друг друга, фактически выполняя одну общую задачу и, наконец, в-третьих, «механизмы» достаточно вариабельны у различных подвидов и могут вообще отсутствовать. Возможно, для лучшего понимания и структурирования полученной информации (создания семантической связи), эту Главу следует прочитать ещё раз, поскольку далее, говоря о патогенезе, мы неизбежно будем к ней возвращаться. А пока вспомните о близких людях и проведите с ними время, поскольку на данном этапе каждый, как и переводчик Деяний Ферраро-Флорентийского собора, должен, признавшись самому себе, сказать: «Fessus sum»3.

1Emmanuelle Charpentier, р. 1968; французский врач, бактериолог, член Французской академии наук.

2Jennifer Anne Doudna, р. 1964 американский врач, биохимик, генетик, член Национальной академии наук США.

3Лат. «я устал» в оригинале Деяний имеется запись: Interpres. Fessus sum (лат. «Переводчик. Я устал»).

102

Сад храма Комё-ин в Киото

104

Небесный плавучий мост, что носится по волнам первозданного мира, отделяя его от Такáма-но хáра – Равнины высокого неба, –

микóто, мужчина и женщина, небесные ками седьмого поколения. Они берут драгоценное копьё и, погрузив его в воду, вынимают. та капля, что упала с острого конца лезвия, стала сушей2.

***

В павильоне храма Комё-ин3 сидит человек, положив соломенную шляпу рядом с собой и устремив взгляд вглубь сада, называемого Храмом радужного мха. В том месте среди камней и мхов, медленно плывущих по океану белого песка, на фоне красных и зелёных клёнов, залитых солнцем кустов цветущих рододендронов он чувствует полный покой. Здесь стоило бы провести вечность, но мысли уносят на берег реки у мида4 к святилищу Усидзима, построенному по повелению ками усанóо-но-микóто, брата Амате-

1Яп. « » (ками – в синтоизме духовная сущность, божество, дух. В отличие от ёка й(т .е. сверхъестественной силы, существа в виде призрака или монстра существовали изначально.

2Авторский пересказ японского предания о создании земли главы – первого свитка основной книги синтоистского троекнижия «Ко дзики» (яп. «Записи о деяни-

ях древности» , памятника литературы VIII века. Мост в с (отсутствует в предании – отсылка к реальному деревянному мосту Удзи, являющемуся входом в мир ками, т. е. на территорию внутреннего святилища (нáйку с -дзингу, главного синтоистского святилища Японии, посвящённого верховному ками Амат расу-о- миками, от которой, согласно верованию, происходит род императоров Японии. В

с -дзингу хранятся национальные сокровища, в том числе священное зеркало

5 , который, перед тем как создать свой первый сад, детально изучил уже существующие сады, результатом чего стала публикация 26-томного труда « ллюстрированная история японских садов».

4 Река в Токио, ранее называлась Ога ва. Дала название одному из трёх сероваров

Vibrio cholera О1.

105

расу-о-миками, усмирившему демона чумы, что однажды в образе быка1 посетил святилище.

Как мы говорили ранее, быки, как и многие сельскохозяйственные животные, менее восприимчивы к чуме, чем грызуны, однако патологические процессы, протекающие в заражённом организме, схожи у всех носителей и кратко сводятся к следующему механизму2 . Чаще всего в тело животного возбудитель проникает через кожу (укус блохи или слизистые оболочки (пища, в том числе съеденный грызун . Далее с током лимфы он мигрирует (внутри макрофагов и реже самостоятельно в ближайшие к месту «входа» регионарные лимфатические узлы без проявлений лимфангита (т. е. поражения периферических лимфатических сосудов . Этот процесс занимает от 0 до 60 минут. В случае укуса то, как правило, предлопаточные и подмышечные лимфатические узлы, а в случае пищи – подчелюстные и шейные лимфатические узлы, а также миндалины. тоит отметить, что поскольку в теле носителя бактерии прогреваются до температуры, достаточной для синтеза многих факторов патогенности (в отличие от «холодной» блохи , попав в пасть хищника (по сути, второго носителя с пищей, они более готовы к уклонению от иммунитета (выживанию , чем те бактерии, которые проникли в кожу в результате укуса, по тому инфекционный процесс при пищевом заражении протекает быстрее.

При проникновении через кожу редко может развиться кожная форма, характеризующаяся петехиальной сыпью (Рис. . , опуханием или специфической реакцией в месте укуса (входных ворот), так называемым первичным аффектом – пустулой с геморрагическим содержимым, язвой или карбункулом (Рис. 7.2).

1 Там же находится скульптура коровы, которая, согласно поверьям, приносит здоровье. нтересно, что в легендах жителей островов Рюкю (Япония, до 8 года независимое королевство в лице защитника от демона чумы, равно как и любой другой инфекционной болезни, прибывающей на остров в лодке (образ приходя-

половине девятого века в столице, городе Киото, неоднократно вспыхивали пидемии чумы, что привело к появлению фестиваля очищения (горёГио н мацури (яп. , проводимого в святилище Гио н (ныне –Ясака .

2 Подробно патогенез мы рассмотрим на примере человека.

106

Рис. 7.1. Петехиальная сыпь у скалистого суслика (Otospermophilus variegatus) и первичный аффект (отмечен стрелкой)

Рис. 7.2. Конечности кота породы мейн-кун, найденного мёртвым в доме госпитализированного человека. Передняя часть стопы и правое предплечье опухли примерно в два раза относительно нормы, имеются открытые раны на краниальной (т. е. располагающейся ближе к голове) стороне правого запястья с засохшим экссудатом (т. е. жидкостью, выделяющейся из мелких кровеносных сосудов ткани или органа при воспалении) на прилегающей к ранам шерсти

(Дело WSC ID 141001, 2014; публикуется с разрешения

The Joint Pathology Center)

107

108

▲ Рис. 7.3. Лимфатический узел и перинодальная (т. е. окружающая) жировая ткань самки белохвостой луговой собачки (Cynomys leucurus), окраска гематок- силин-эозином. Наблюдается общая потеря лимфоцитов с утрачиванием и замещением нормальной архитектуры лимфатического узла (капсулы, коркового

вещества, паракортекса и мозгового вещества) некротическими остатками, отёком, фибрином, незначительными кровоизлияниями, многочисленными нейтрофилами (как дегенеративными, так и жизнеспособными) и меньшим количеством макрофагов. Поражения сосудов, характеризующиеся прерывистым эндотелием, расширением средней оболочки фибрином и отёком адвентициальной (т е. наружной) оболочки, указывают на фибриноидный васкулит. Имеются многочисленные периваскулярные (т. е. вокруг сосудов) и в меньшей степени внутрисосудистые крупные колонии коккобацилл размером 1 х 2 мкм. Указанное распространено в перинодальную жировую ткань и частично замещает её

(Дело VSPO ID 764 (H-B05), JPC 2131320, 2021; публикуется с разрешения

The Joint Pathology Center)

◄Рис. 7.4. Ткань заглоточного лимфатического узла и перинодальная жировая ткань (ув. 2х; выделенные области ув. 40х) самки гибрида сибирского хорька и черноногого хорька (Mustela eversmanni x Mustela nigripes), окраска по Брауну – Брену (Дело WSC ID 12 (93W 9960–4), AFIP 2642052, 1998; The

Wyoming State Veterinary Laboratory, публикуется с разрешения The Joint

Pathology Center; авторская адаптация). Наблюдаются обширный некроз и воспаление с очагами кровоизлияния, а также множественные крупные колонии бактерий в виде красновато-синих палочек мультифокально

в пределах областей нагноения и некроза

109