Диплобациллы можно назвать зеркальными, потому что они соединяются попарно. Существует 2 вида этих бактерий: сапрофиты и патогенные диплобактерии. Патогенные диплобактерии вызывают болезни, так, ангулярный или уголковый конъюнктивит вызывается диплобациллой Моракса-Аксенфельда.
Существуют «зеркальные» бактерии, сходные морфологически и генетически. Например, бактерия коклюша Bordetella pertussis весьма сходна с Bordetella parapertussis (палочкой паракоклюша), также вызывающей коклюшеподобное, но более лёгкое заболевание дыхательных путей у человека.
Однако есть зеркальные бактерии иного рода. Это синтетические организмы, в которых все молекулы имеют обратную хиральность. Под хиральностью понимают свойство молекулы или объекта быть несовместимым со своим зеркальным отображением при любых комбинациях перемещений и вращений в трехмерном пространстве (например, правый буравчик и левый буравчик).
Для аминокислот и нуклеотидов применимо понятие гомохиральности — в таких соединениях изомеры представлены в виде единственного из двух возможных: нуклеотиды, входящие в состав ДНК и РНК, содержат правые изомеры, а аминокислоты белков — левые.
ДНК всех живых организмов состоит из «правосторонних» нуклеотидов, а белки, строительные блоки клеток, — из «левосторонних» аминокислот.
Основные различия между формами таковы: A- и B-ДНК закручены вправо, а Z-ДНК — влево; A-ДНК более «сплющена» по сравнению с B-ДНК, а азотистые основания в ней не перпендикулярны оси спирали, как в B-ДНК. Преобладающая форма, которой и представлен генетический материал живой клетки — B-ДНК, хотя две другие формы, по последним представлениям, также биологически активны. ДНК переходит в A-форму при дегидратации. В таких условиях геномная ДНК некоторых особо живучих бактерий переходит в A-форму, чтобы сохранить генетическую информацию. Кроме того, в A-форме находится ДНК некоторых вирусов гипертермофильных архей, когда упакована в вирион
Z-ДНК отличается также расположением азотистых оснований: в B-форме они находятся в анти-конформации, а в Z-ДНК одно из комплементарных оснований находится в син-конформации, а другое — в анти-конформации.
За счет этого Z-ДНК выглядит более вытянутой, чем B-ДНК, поскольку расстояние между соседними парами оснований в ней больше, а сахарофосфатный остов по своей конформации напоминает зигзаг. Наконец, стоит отметить, что в Z-ДНК нет большой бороздки.
Левозакрученная Z-ДНК также биологически активна. В одном из исследований 2016 года в геноме человека выявили 191 сайт, склонный к переходу в левозакрученную ДНК.
Однако только правовращающая ДНК имеет такую ориентацию, чтобы взаимодействовать с другими хиральными молекулами.
Ранее предполагалось, что в больших объемах зеркальные микроорганизмы появятся не раньше, чем через десятилетие Тем не менее, подобные организмы могут представлять значительную опасность для здоровья человека, животных, растений и окружающей среды.
Иммунная защита людей, животных и растений основана на распознавании определенных молекулярных форм, обнаруженных во вторгающихся бактериях. Для зеркальных бактерий распознавание нарушается, и многие основные механизмы иммунной защиты будут сбоить, делая организмы уязвимыми для инфекции.
Зеркальные бактерии в окружающей среде будут уклоняться от фагов, амеб и др., которые в значительной степени полагаются на хирально-опосредованные взаимодействия для уничтожения бактерий и ограничения их популяций. Транспортировка через животных и людей может способствовать распространению опасных бактерий в различных экосистемах.
Международная группа нобелевских лауреатов и других экспертов (38 чел.) предупреждает, что зеркальные бактерии, созданные из зеркальных версий молекул, встречающихся в природе, могут быть использованы как чрезвычайно устойчивое бактериологическое оружие, а в дальнейшем вообще закрепиться в окружающей среде.
В группу экспертов входят доктор Крейг Вентер, американский учёный, возглавивший частные усилия по секвенированию генома человека в 1990-х годах, и нобелевские лауреаты профессор Грег Винтёр из Кембриджского университета и профессор Джек Сзостак из Чикагского университета.
«Угроза, о которой мы говорим, беспрецедентна, — сказал профессор Вон Купер, эволюционный биолог из Питтсбургского университета. — Зеркальные бактерии обойдут многие реакции иммунной системы человека, животных и растений и в каждом случае будут вызывать смертельные инфекции, которые будут распространяться без всяких ограничений» [1, 2].
Можно добавить, что и заурядные бактериальные инфекции в зеркальной форме станут смертельными для человека. Таким образом, зеркальные бактерии могут дополнить ВИЧ.
Беспокойство ученых вызвано активностью команды американского астрофизика Димитара Сасселова, основателя и главы проекта Origins of Life Initiative Гарвардского университета, который подключил к работе в своей группе ключевого разработчика «зеркальных бактерий», одного из ведущих мировых учёных в области синтетической биологии профессора Гарвардского университета Джона Чёрча. Команда занята исследованиями зеркальных бактерий.
В 1975 году США ратифицировали Женевский протокол и Конвенцию о биологическом оружии. Однако известно, что США производят бактериологическое оружие как внутри страны, так и за рубежом, так и в других странах. Одна из внутренних лабораторий находится в Милуоки (штат Висконсин), в 1969 году переехала из форта Детрик, штат Мэриленд. На Украине лаборатории располагаются в Киеве, Одессе, Виннице, Львове, Харькове и до недавнего времени в Херсоне. Есть сведения, что в американских лабораториях исследуется воздействие зеркальных бактерий на живые организмы.
Массовые заболевания неизвестной этиологии вспыхивают во многих странах мира, в т.ч. в России.
Нобелевский лауреат, профессор Кембриджского университета Грегори Уинтер предупредил: «Будет сложно или невозможно создать эффективные вакцины против зеркальных бактерий».
Опасность исходит и от применения антибиотиков к обычным бактериям.
Например, бактерии MRSA вызывают стафилококковые инфекции, которые устойчивы ко многим антибиотикам. Они вызывают, в частности, пневмонию и инфекции кожи и мягких тканей.
Исследователи из Университета Дьюка в Дареме нашли основные причины лекарственной устойчивости в мутированной форме метициллин-резистентных бактерий золотистого стафилококка (MRSA). Они обнаружили, что лекарственно-устойчивые мутации содержат перевёрнутую хиральность [3].
Единственным способом борьбы с зеркальными бактериями является воздействие микроволн СВЧ диапазона, чья частота совпадает с собственной частотой крутильных колебаний спирали ДНК зеркальных бактерий. Например, микроволны гарантированно уничтожают палочку Коха и патогенные кишечные палочки [4, 5]. Этот способ не делает разницы между правым и левым вращением ДНК.
СВЧ позволяет также диагностировать бактериальные заболевания [6].
Можно использовать однополярную форму сигнала и диагностировать исключительно зеркальные бактерии.
Все эксперименты выполнены в Перми.
(Увы, к этой тематике не проявляют интерес ни администрация ПГНИУ, ни правительство Пермского края, ни Минздрав, н профильные институты ни пермский кардиоцентр им. Суханова, хотя все операционные стонут от синегнойной палочки.
Так, директор объединенного факультета Барулина и зав. кафедрой микроэлектроники Лунегов не допускают к исследованиям на СВЧ-генераторе.)
Литература
1. Katarzyna P. Adamala, Deepa Agashe, Yasmine Belkaid, Daniela Matias de C. Bittencourt, [...] , and Maria T. Zuber+33 authors Authors Info & Affiliations. Confronting risks of mirror life. Science. 2014. V. 386. No. 6728. P. 1351-1353.
2. Global burden bacterial antimicrobial resistance 1990-2021^ a systematic analysis with forecast 2050. The Lancet V. 404. iss. 10459 P. 1199-1226
3. Siyu Wang etc. Chiral evasion and stereospecific antifolate resistance in Staphylococcus aureus.
PLoS Comput Biol. 2022. 18(2): e1009855. doi: 10.1371/journal.pcbi.1009855.
4. Б. Л. Ихлов, А. А. Шурыгин, В. А. Дробкова. ВОЗМОЖНОСТЬ БАКТЕРИЦИДНОГО ДЕЙСТВИЯ СВЧ НА ШТАММЫ MYCOBACTERIUM AVIUM И MYCOBACTERIUM TUBERCULOSIS. Туберкулез и болезни легких. 2019. Т. 97. №1. С. 25-27. https://doi.org/10.21292/2075-1230-2019-97-1-25-27 ; https://www.tibl-journal.com/jour/article/view/1216
DOI:10.21292/2075-1230-2019-97-1-25-27
5. Ихлов Б.Л. и др. Резонансное поглощение микроволн молекулами ДНК. РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2022, том 62, № 6, с. 628–632
6. B. L. Ikhlov. Identification of Pathogenic Bacteria by Spectra of Native DNA Molecules. Biophysics, 2023, Vol. 68, No. 3, pp. 390–395; 489-495. © Pleiades Publishing, Inc., 2023. DOI: 10.1134/S000635092303009
https://trebuchet.public.springernature.app/get_content/43c8a5bf-325e-409f-b377-eda3a839dbb3?utm_source=rct_congratemailt&utm_medium=email&utm_campaign=nonoa_20231010&utm_content=10.1134/S0006350923030090
Борис Ихлов