Анализ генома показал, что коронавирус может быть «химерой» двух разных вирусов

В течение нескольких недель мы все узнали много нового о COVID-19 и вызывающем его коронавирусе: SARS-CoV-2. И хотя количество научных статей об этом вирусе увеличивается, все еще остается много серых областей относительно его происхождения.

У каких видов животных он возник? Летучая мышь, ящер или другой дикий вид? От куда он взялся? Из пещеры или леса в китайской провинции Хубэй или откуда-то еще?

В декабре 2019 года 27 человек из первых 41 госпитализированных (66 процентов) посещали рынок, расположенный в центре города Ухань в провинции Хубэй. Но, согласно исследованию, проведенному в Уханьской больнице, самый первый выявленный пациент не посещал этот рынок.

Вместо этого, оценка молекулярного датирования, основанная на геномных последовательностях SARS-CoV-2, указывает на возникновение вируса в ноябре. Это поднимает вопросы о связи между этой эпидемией COVID-19 и дикой природой.

Данные генома.

Геном SARS-CoV-2 был быстро секвенирован китайскими исследователями. Это молекула РНК, состоящая примерно из 30000 оснований, содержащая 15 генов, в том числе ген S, который кодирует белок, расположенный на поверхности вирусной оболочки (для сравнения, наш геном находится в форме двойной спирали ДНК с около 3 миллиардами оснований по размеру и содержит около 30000 генов).

Сравнительный геномный анализ показал, что SARS-CoV-2 относится к группе бета-коронавирусов и что он очень близок к SARS-CoV, ответственному за эпидемию острой пневмонии, которая появилась в ноябре 2002 года в китайской провинции Гуандун и затем распространилась на 29 стран в 2003 году.

Всего было зарегистрировано 8098 случаев, в том числе 774 случая смерти. Известно, что его переносчиком были летучие мыши рода Rhinolophus, и что маленький хищник, пальмовая цивета (Paguma larvata), мог служить промежуточным хозяином между летучими мышами и первыми случаями заболевания у людей.

С тех пор многие бета-коронавирусы были обнаружены, главным образом, у летучих мышей, но также у людей. Например, RaTG13, выделенный у летучей мыши вида Rhinolophus affinis, в китайской провинции Юнань, недавно был описан как очень похожий на SARS-CoV-2, с последовательностями генома, идентичными 96 процентам.

Эти результаты показывают, что летучие мыши, и в частности виды рода Rhinolophus, являются резервуаром вирусов SARS-CoV и SARS-CoV-2.

Резервуар — это один или несколько видов животных, которые не очень чувствительны к вирусу, в которых естественным образом будут находиться один или несколько вирусов.

Отсутствие симптомов заболевания объясняется эффективностью их иммунной системы, которая позволяет им бороться с чрезмерным распространением вируса.

Механизм рекомбинации.

7 февраля 2020 года мы узнали, что у панголина был обнаружен вирус, еще более близкий к SARS-CoV-2. С 99 процентами совпадения генома это предположило более вероятный переносчик чем летучие мыши.

Недавнее исследование показывает, что геном коронавируса, выделенного из малазийского ящера (Manis javanica), менее похож на SARS-Cov-2, только 90 процентами согласованности генома. Это указывает на то, что вирус, выделенный из ящера, не несет ответственности за эпидемию COVID-19, которая в настоящее время бушует.

Однако коронавирус, выделенный у панголина, сходен на 99 процентов в конкретной области белка S, что соответствует 74 аминокислотам, участвующим в связывающем домене рецептора АСЕ (ангиотензин-превращающий фермент 2), который позволяет вирусу проникать человеческие клетки, чтобы заразить их.

В отличие от этого, вирус RaTG13, выделенный из летучих мышей R. affinis, сильно отличается в этом конкретном регионе (только 77 процентов сходства). Это означает, что коронавирус, выделенный из панголина, способен проникать в клетки человека, тогда как коронавирус, выделенный из летучей мыши R. affinis, не способен.

Кроме того, эти геномные сравнения показывают, что вирус SARS-Cov-2 является результатом рекомбинации между двумя различными вирусами, один из которых близок к RaTG13, а другой ближе к вирусу панголина. Другими словами, это «химера» между двумя ранее существовавшими вирусами.

Этот механизм рекомбинации уже был изучен, в частности, чтобы объяснить происхождение SARS-CoV. Важно знать, что рекомбинация приводит к новому вирусу, потенциально способному инфицировать новый вид хозяина.

Чтобы произошла рекомбинация, два разных вируса должны были одновременно инфицировать один и тот же организм.

Два вопроса остаются без ответа: в каком организме произошла эта рекомбинация? (летучая мышь, ящер или другой вид?) И, прежде всего, при каких условиях происходила эта рекомбинация?

Александр Хасанин, Институт систем, Эволюция, Биоразнообразие (CNRS, MNHN, SU, EPHE, UA), Национальный музей естественной истории (MNHN).

Статья опубликована The Conversation.

Источники: Фото: (xia yuan/Getty Images)