Коронавирус десятилетиями скрывался в летучих мышах

Предки нового коронавируса, возможно, циркулировали в летучих мышах незамеченными в течение десятилетий. И эти коронавирусы, вероятно, также обладали способностью заражать людей, согласно новому исследованию.

Чтобы понять, откуда появился новый коронавирус, известный как SARS-CoV-2, и как он распространился на людей, ученым необходимо проследить его эволюционную историю через гены вируса, которые кодируются в рибонуклеиновой кислоте, или РНК. Но эволюционная история SARS-CoV-2 сложна, поскольку известно, что коронавирусы часто обмениваются генетическим материалом с другими коронавирусами.

Этот обмен генами, называемый генетической рекомбинацией, также затрудняет ученым установить, как коронавирус впервые распространился на людей; некоторые исследователи предполагают прямую передачу от летучей мыши к человеку, в то время как другие предполагают, что в этом был замешан средний вид, такой как ящеры.

В новом исследовании ученые впервые идентифицировали участки РНК в геноме SARS-CoV-2, которые эволюционировали «как один цельный кусок» без генетической рекомбинации, насколько они могли изучить.

Затем они сравнили эти генетические области с аналогичными коронавирусами, обнаруженными у летучих мышей и ящеров. Добавив доказательства в поддержку предыдущих выводов, они обнаружили, что SARS-CoV-2 был наиболее тесно связан с другим коронавирусом летучих мышей, известным как RaTG13.

В предыдущих исследованиях ученые специально изучали гены, ответственные за так называемый рецептор-связывающий домен (RBD) спайкового белка коронавируса — фрагмента, который позволяет вирусу пристыковываться к рецептору ACE2 в клетках человека и заражать их.

Это исследование показало, что RBD-часть спайкового белка генетически более похожа на коронавирус, обнаруженный у панголинов (называемый Pangolin-2019), чем на RaTG13. Существует два возможных объяснения этого открытия: во-первых, вирус SARS-CoV-2 развил свою способность распространяться на людей у ящеров (маловероятно, учитывая, что SARS-CoV-2 более тесно связан с RaTG13, чем любой известный вирус ящера), или, во-вторых, что SARS-CoV-2 приобрел этот RBD через рекомбинацию с вирусом ящеров.

Но в новом анализе исследователи не обнаружили никаких признаков рекомбинации в генах спайкового белка SARS-CoV-2. Вместо этого новые данные генетического секвенирования предполагают третье объяснение произошедшего: гены спайкового белка и, следовательно, способность коронавируса заражать человеческие клетки были переданы от общего предка, который в конечном итоге дал начало всем трем коронавирусам: SARS-CoV-2, RaTG13 и Pangolin-2019.

Авторы отмечают, что все еще возможно, что ящеры “или другие доселе неизвестные виды” могли действовать в качестве промежуточного хозяина, который помог вирусу распространиться на людей.

«Это маловероятно, — говорят исследователи. «Скорее, новые открытия предполагают, что способность к размножению в верхних дыхательных путях как людей, так и ящеров фактически развилась у летучих мышей. От летучих мышей вирус мог распространяться непосредственно на людей.»

Но когда родословная, которая дала начало SARS-CoV-2, впервые стала отличаться от двух других вирусных линий? Чтобы выяснить это, исследователи выявили мутации или различия в специфических нуклеотидах — молекулах, которые составляют РНК коронавируса — среди различных вирусов.

Затем они подсчитали количество мутаций, присутствующих в областях генома SARS-CoV-2, которые не подверглись рекомбинации. И зная предполагаемую скорость, с которой коронавирус мутирует каждый год, они подсчитали, сколько времени прошло с тех пор, как эти три вируса разошлись.

Они обнаружили, что более ста лет назад существовала одна линия, которая в конечном итоге дала начало вирусам SARS-CoV-2, RaTG13 и Pangolin-2019. Даже тогда, эта линия, вероятно, имела все необходимые аминокислоты, чтобы заразить человеческие клетки. (Аминокислоты являются строительными блоками белков, таких как спайковый белок).

В то время вирус Pangolin-2019 стал отличаться от вирусов SARS-CoV-2 и RaTG13. Затем, в 1960-х или 1970-х годах, эта линия разделилась на две, создав линию RaTG13 и линию SARS-CoV-2. Где-то между 1980 и 2013 годами линия RaTG13 потеряла свою способность связывать человеческие рецепторы, но SARS-CoV-2 ее сохранил.

«Линия SARS-CoV-2 циркулировала у летучих мышей в течение 50 или 60 лет, прежде чем перейти к людям», — говорят исследователи. Ближе к концу 2019 года «кому-то просто очень не повезло», и он вступил в контакт с SARS-CoV-2, и это вызвало пандемию.

Есть, вероятно, и другие вирусные линии от того же векового предка, которые также прошли десятилетия эволюции, «которые мы просто не охарактеризовали»,  — говорят ученые. «Вопрос в том, существует ли полдюжины таких линий, 20 или сто? … и никто не знает ответ. — Но вполне вероятно, что есть и другие, скрывающиеся в летучих мышах, которые способны распространяться на людей».

Результаты работы были опубликованы в журнале Nature Microbiology.