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

В последнее время все мы узнали много нового о COVID-19 и вызывающем его вирусе: SARS-CoV-2. Но было также много слухов.

И хотя количество научных статей об этом вирусе увеличивается, все еще остается много серых областей относительно его происхождения.

У каких видов животных это произошло? Летучая мышь, ящер или другой дикий вид? От куда это? Из пещеры или леса в китайской провинции Хубэй или где-то еще?

В декабре 2019 года 27 из первых 41 госпитализированных (66 процентов) прошли через рынок, расположенный в центре города Ухань в провинции Хубэй. Но, согласно исследованию, проведенному в Уханьской больнице, самый первый человек с выявленным случаем заболевания не посещал этот рынок.

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

Геномные данные

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 около 3 миллиардов оснований и содержится 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 первыми носителями были летучие мыши рода Rhinolophus (возможно, из нескольких пещер), 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. Например, RaTG13, выделенный из летучей мыши вида Rhinolophus affinis в китайской провинции Юнань, недавно был описан как очень похожий на SARS-CoV-2, с последовательностью генома, идентичной на 96 процентов.

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

Но как его определить? 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 стало известно, что в панголине был обнаружен вирус, еще более близкий к SARS-CoV-2. Его геном на 99 процентов совпадал с SARS-CoV-2 и это позволило предположить более вероятный резервуар, чем летучие мыши.

Однако недавнее рецензируемое исследование показывает, что геном коронавируса, выделенного из малазийского ящера (Manis javanica), менее похож на SARS-Cov-2, с только 90 процентами совпадений. Это указывает на то, что вирус, выделенный из ящера, не является причиной эпидемии COVID-19.

Однако коронавирус, выделенный из панголина, сходен на 99 процентов в определенной 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 месте (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, которая возникла между двумя ранее существовавшими вирусами.

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

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

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