Сверкающая бездна. Какие тайны скрывает океан и что угрожает его глубоководным обитателям - Хелен Скейлс

были известны только по фрагментам ДНК, найденным в морских глубинах. Это был первый случай, когда обнаружили неповрежденные клетки асгардархей, и команда терпеливо ждала более десяти лет, пока клетки размножались в спокойном темпе. В то время как более привычные микробы, такие как кишечная палочка, делятся каждые двадцать минут, клеткам асгардархей требуется двадцать пять дней, чтобы разделиться надвое. И они довольно привередливы: растут только в условиях, имитирующих холодные, бедные кислородом глубины, и только в компании других микробов. Наблюдая за медленно делящимися клетками, японские ученые заметили, что асгардархеи имеют длинные отростки, которые делают их похожими на осьминогов, и среди этих отростков находятся бактерии. Возможно, миллиарды лет назад клетки, подобные асгардархеям, тесно переплелись с другими бактериями и в итоге поглотили их, что привело к появлению первых эукариотических клеток. Теперь ученые ищут новые клетки асгардархей, надеясь раскрыть секрет прошлого, который таят сегодняшние океанские глубины.

Целительный потенциал глубин

В 1986 году с мелководья у берегов Японии было поднято полтонны бесформенной черной губки рода галихондрия (Halichondria). Впоследствии было обнаружено, что ее экстракт содержит мощное химическое вещество, которое может стать новым средством борьбы с онкологией. В 1995 году выяснилось, что в другой губке, на этот раз ярко-желтой, рода лиссодендорикс (Lissodendoryx), добытой в более глубоких водах у полуострова Каикоура в Новой Зеландии, содержится то же вещество, только гораздо более концентрированное. Потребовалось более тонны этой губки, чтобы получить полграмма соединения галихондрин B, которое чрезвычайно токсично по отношению к различным раковым клеткам. Молекулярная модификация привела к созданию более простой, но все же эффективной молекулы под названием эрибулин.

В итоге в 2010 году, спустя почти двадцать пять лет после открытия, эрибулин выпустили в качестве химиотерапевтического препарата для использования на поздних стадиях метастатического рака молочной железы. И он остается единственным препаратом, который, как показали клинические испытания, может продлить жизнь людям, у которых рак распространился на другие части тела и которые уже прошли несколько курсов химиотерапии. Эта молекула останавливает рост опухолей, связываясь с микротрубочками – структурами внутри клеток, которые играют ключевую роль в расхождении хромосом при клеточном делении. Когда микротрубочки блокируются, клетка не может делиться, и развитие опухоли прекращается.

На сегодняшний день в результате поиска в океане новых веществ для создания лекарственных препаратов удалось составить каталог примерно из тридцати тысяч биологически активных молекул, известных как натуральные морские продукты, обладающие теми или иными полезными химическими свойствами. Сотни из них достигли стадии доклинических испытаний, десятки проходят клинические испытания на людях, а шесть одобрены и выпущены на фармацевтический рынок. Эрибулин получен из самого глубоководного продукта из этих шести, хотя желтая губка лиссодендорикс обитает не так уж и глубоко – всего на глубине 100 метров. Скоро на рынке должно появиться куда больше лекарств, созданных на основе действительно глубоководных видов.

Люди уже давно обращаются к природе в поисках новых методов лечения и лекарств, а теперь все больше внимания уделяется океанским глубинам, и это стоит затраченных усилий. По мере все более глубокого погружения открываются неиспользованные запасы новых химических веществ – вполне убедительная причина того, почему морские глубины так важны для всех нас.

* * *

Морской институт в графстве Голуэй выпустил так называемую «Настоящую карту Ирландии». Это карта без воды, на которой показан изрезанный рельеф морского дна. На ней видно, что прибрежные воды страны в десять раз больше площади ее суши. Остров Ирландия расположен на широком мелководном континентальном шельфе, погруженном под воду не более чем на 300 метров. Такое естественное расширение суши позволило Ирландии заявить суверенные права на разведку природных ресурсов на этой огромной территории морского дна.

На западе, переходя во впадину Роколл и абиссальную равнину Дикобраза, находится длинный каменистый откос, изрезанный глубокими впадинами и каньонами. Именно сюда Луиза Оллкок отправляется на поиск идей для новых лекарств. Для сбора образцов ее команда отправляет глубоководный аппарат с дистанционным управлением за край континентального шельфа Ирландии, на глубину от 900 до 2500 метров. Роботизированные руки и захваты аппарата аккуратно отрезают небольшие кусочки губок и кораллов, как при уходе за цветочным садом. Новые лабораторные методы позволяют не поднимать со дна тонны живого материала, а на краю континента таких растительноподобных животных предостаточно.

«Нигде я больше не видела такого изобилия», – признается Оллкок, биолог, исследовавший множество глубоководных участков. Подобно подводным горам, которые украшены лесами из животных, каньоны и крутые откосы затонувших краев континентов предлагают идеальные условия с сильными течениями, приносящими частицы пищи для глубоководных кораллов и губок, поселившихся здесь, в том числе для долгожителей, чей возраст исчисляется сотнями и тысячами лет.

Луиза Оллкок охотится на кораллы и губки, потому что большую часть времени эти животные не двигаются, что облегчает ученым их сбор. Что еще более важно – они не могут убежать от хищников, поэтому кораллам и губкам пришлось создать целый арсенал сложного химического оружия, которое не позволяет другим существам их съесть. Эти производимые клетками вторичные метаболиты не являются необходимыми для роста, но они играют для организма важную вторичную роль, часто с новыми функциями.

Подобные биологически активные побочные продукты характерны для растений, которые сталкиваются с той же проблемой, потому что они укореняются на месте. Танин в чае, никотин в табаке и кофеин в кофе – все это вторичные метаболиты, развившиеся для предотвращения грибковых инфекций и отпугивания прожорливых насекомых.

Тысячелетиями человечество использовало целебную силу растительных метаболитов в традиционных травяных сборах, а также во многих современных лекарствах на растительной основе, включая кодеин, морфин, аспирин и препарат от морской болезни – скополамин. И это делают не только люди. Животные тоже лечатся растениями. Например, носухи уничтожают блох и клещей, энергично растираясь о древесную кору; павианы анубисы, похоже, лечат шистосомоз (болезнь, также известная под названием бильгарция, вызываемая червями-паразитами), жуя определенные фрукты и листья.

Кораллы и губки, еще не получившие широкого распространения в качестве лекарственных препаратов, вероятно, скоро догонят растения по своему вкладу в современную фармакологию. Ведь по сравнению с наземными аналогами молекулы морских видов, как правило, более эффективны и смертоносны для опухолевых клеток и патогенов.

Натуральные морепродукты имеют более богатый состав химических веществ, чем продукты любых наземных форм жизни. Вид биологической молекулы обуславливает ее воздействие: новые виды приводят к новым эффектам. Большинство морских молекул имеют сложные структуры, которые больше нигде не встречаются. Особенно это касается видов, обитающих на глубине, которые эволюционировали, чтобы выжить при уникальном сочетании экстремальных условий: огромном давлении и низкой температуре, отсутствии света и недостатке