В Институте проблем передачи информации РАН российских ученых заинтересовал необычный способ накопления точечных мутаций в структуре генома коронавируса нового типа SARS-CoV-2. Это открытие помогает разобраться, как вирус смог так быстро адаптироваться и перейти от летучих мышей к человеку, а также проливает свет на само происхождение вируса, вызвавшего пандемию COVID-19.
Уникальные мутации в геноме SARS-CoV-2 усиливают гипотезу природного происхождения
Биологи под руководством Александра и Юрия Панчина исследовали, как именно коронавирус нового типа мутировал после передачи людям. Они обратили внимание, что в генетическом коде SARS-CoV-2 в человеческой популяции наблюдается резкий рост числа специфических мутаций – замена нуклеотида гуанина (Г) на урацил (У). Статистически выявлено, что после перехода вируса к человеку частота таких изменений увеличилась почти в десять раз по сравнению с предковым вариантом вируса у животных.
Эта особенность отличает SARS-CoV-2 от других известных коронавирусов, затрагивающих человека. Например, у SARS – возбудителя атипичной пневмонии – и у вируса простуды HKU1 динамика схожих мутаций сохранилась на прежнем уровне до и после заражения человеческой популяции.
Сравнительный анализ коронавирусов: масштабное исследование геномов
Для столь детального анализа ученые провели сравнение более тысячи последовательностей генома SARS-CoV-2, порядка двухсот геномов возбудителя атипичной пневмонии и около сорока генетических последовательностей вируса HKU1. Дополнительно были проанализированы генетические данные коронавирусов, типичных для животных-хозяев, чтобы установить причины таких различий.
Исследования показали: каждый вирус, адаптируясь к человеку, накапливает до двух тысяч точечных изменений в своей РНК. Однако уникальный профиль мутаций у нового коронавируса говорит о том, что его эволюционная адаптация к новому хозяину произошла совсем недавно на временной шкале.
Защитные механизмы у летучих мышей и последствия для вируса
По итогам анализа ученые пришли к выводу: вирус еще недавно специализированно поражал популяции летучих мышей, чьи клетки обладают уникальными способами защиты своего генетического материала от разрушительных мутаций. В организме этих животных цепочки вирусной РНК повреждаются крайне редко, благодаря чему сохраняется генетическая стабильность вируса на протяжении поколений.
Однако, попав в новый организм – человека, где подобная система защиты оказалась менее совершенной, SARS-CoV-2 начал стремительно накапливать мутации, особенно ярко выраженные как раз в замене гуанина на урацил. Такая динамика мутаций – важная подсказка в пользу естественного, а не лабораторного происхождения вируса.
Природа против искусственности: аргументы и новые научные горизонты
Результаты исследований позволяют утверждать: адаптационные мутации, возникшие после выхода вируса из популяции летучих мышей, не связаны с искусственным вмешательством. Они являются следствием недостаточных защитных механизмов в человеческом организме по сравнению с летучими мышами. Также важно отметить, что аналогичный процесс не наблюдается у возбудителя SARS (2002-2003 гг.), хотя его природным резервуаром были те же летучие мыши. Это открывает перспективу для дальнейших научных исследований в области молекулярной эволюции коронавирусов.
В целом, появление столь масштабной концентрации мутаций в геноме SARS-CoV-2 после его передачи человеку является убедительным доказательством его природного происхождения. Механизмы, которые сделали вирус столь успешным в распространении среди людей, во многом объясняются именно этой цепочкой событий.
Новые знания — оптимистический взгляд на борьбу с пандемией
Открытие Александра и Юрия Панчина не только способствует полному научному пониманию происхождения коронавируса, но и открывает пути для поиска способов борьбы с пандемией, основанных на глубоких механизмах его эволюции. Подобные открытия формируют базу для разработки эффективных вакцин и лекарств, а главное — снижают пространство для домыслов и суеверий, укрепляя научный подход в сложнейших для общества вопросах.
Исследования интенсифицируют глобальную научную дискуссию о путях возникновения COVID-19 и способствуют более целенаправленным мерам профилактики и контроля за новыми инфекционными заболеваниями в будущем. Таким образом, вклад российских ученых из Института проблем передачи информации РАН чрезвычайно значим для всего мирового сообщества.
Источник: scientificrussia.ru
