Группа ученых, изучающая происхождение SARS-CoV-2, вируса, вызвавшего пандемию COVID-19, обнаружила, что он особенно хорошо подходит для перехода от животных к людям путем изменения формы, поскольку он приобрел способность заражать клетки человека.
Проводя генетический анализ, исследователи из Университета Дьюка, Лос-Аламосской национальной лаборатории, Техасского университета в Эль-Пасо и Нью-Йоркского университета подтвердили, что ближайшим родственником вируса является коронавирус, поражающий летучих мышей. Но способность этого вируса заражать людей была получена путем замены критического фрагмента гена коронавируса, который заражает чешуйчатое млекопитающее, называемое панголином, что позволило вирусу заразить людей.
Исследователи сообщают, что этот скачок от вида к виду был результатом способности вируса связываться с клетками-хозяевами посредством изменений в его генетическом материале. По аналогии, это как если бы вирус переоборудовал ключ, который позволяет ему отпирать дверь клетки-хозяина - в данном случае клетки человека. В случае с SARS-CoV-2 «ключом» является шиповидный белок, обнаруженный на поверхности вируса. Коронавирусы используют этот белок, чтобы прикрепиться к клеткам и заразить их.
«Очень похоже на первоначальный SARS, который перешел от летучих мышей к циветтам, или MERS, который перешел от летучих мышей к верблюдам-верблюдам, а затем к людям, прародитель этого пандемического коронавируса претерпел эволюционные изменения в своем генетическом материале, которые позволили ему чтобы в конечном итоге заразить людей», - сказал Фэн Гао, М. Д., профессор медицины в отделении инфекционных заболеваний Медицинской школы Университета Дьюка и автор исследования, опубликованного в Интернете 29 мая в журнале Science Advances.
Гао и его коллеги заявили, что отслеживание эволюционного пути вируса поможет предотвратить будущие пандемии, вызванные вирусом, и, возможно, направить исследования вакцины.
Исследователи обнаружили, что типичные коронавирусы панголинов слишком отличаются от SARS-CoV-2, чтобы они могли напрямую вызвать пандемию среди людей.
Однако они содержат сайт связывания рецептора - часть спайкового белка, необходимого для связывания с клеточной мембраной - что важно для инфицирования человека. Этот сайт связывания позволяет прикрепляться к белку клеточной поверхности, который в изобилии присутствует в эпителиальных клетках дыхательных путей и кишечника, эндотелиальных клетках и клетках почек, среди прочих.
Хотя вирусный предок летучей мыши является наиболее близким коронавирусом к SARS-CoV-2, его сайт связывания сильно отличается, и сам по себе он не может эффективно заражать клетки человека.
SARS-CoV-2, по-видимому, представляет собой гибрид вирусов летучих мышей и панголинов для получения «ключевого» сайта связывания рецептора, необходимого для заражения человека.
Существуют области вируса с очень высокой степенью сходства аминокислотных последовательностей среди дивергентных коронавирусов, которые заражают людей, летучих мышей и панголинов, что позволяет предположить, что эти вирусы подвергаются сходному отбору хозяев и, возможно, сделали предком SARS-CoV-2 способен легко переходить от этих животных к людям», - сказал ведущий соавтор Сяоцзюнь Ли из Duke.
«Люди уже изучили последовательности коронавируса, взятые у панголинов, которые мы обсуждаем в нашей статье, однако научное сообщество все еще разделилось во мнениях относительно того, сыграли ли они роль в эволюции SARS-CoV-2», - сказал соавтор исследования Елена Гиорги, штатный научный сотрудник Лос-Аламосской национальной лаборатории.
«В нашем исследовании мы продемонстрировали, что SARS-CoV-2 действительно имеет богатую эволюционную историю, которая включала перетасовку генетического материала между коронавирусом летучей мыши и панголина, прежде чем он приобрел способность переходить к людям», - сказал Джорджи.
В дополнение к Гао, Ли и Джорджи, авторами исследования являются Манукумар Хоннаяканахалли Маричаннеговда, Брайан Фоули, Чуан Сяо, Сян-Пэн Конг, Юэ Чен, С. Гнанакаран и Бетт Корбер.