Ученые обнаружили участки генома, обуславливающие высокую патогенность Covid-19

Исследователи обнаружили у коронавирусов черты, позволяющие предсказать их опасность в случае «перепрыгивания» с основного хозяина на человека. Геномы малоопасных штаммов и их родственников отличаются от семьи SARS и MERS в 11 участках, шесть из которых расположены в последовательностях генов S- и N-белков. Препринт работы выложен на сайте biorxiv.org. 

На сегодняшний день известно семь штаммов заразных для человека коронавирусов. Четыре из них имеют ограниченный район распространения и относительно безобидны, а три остальных — SARS-CoV, SARS-CoV-2 и MERS — спровоцировали вспышки разного масштаба с массовыми смертельными исходами. Исследователи сравнили геномы этих вирусов и выяснили какие участки важны для высокой патогенности вируса. Этот вопрос неоднократно поднимался: мы уже знаем какие особенности выделяют геном SARS-CoV-2 среди других коронавирусов (для этого его геном сравнили со всеми остальными) и какие именно последовательности важны для перепрыгивания SARS и MERS с животных на человека (для этого сравнивают геномы вирусов поражающих человека и их ближайших родственников в животных). 

Новая работа предлагает взглянуть на те же данные под другим углом. SARS, MERS и родственные им вирусы животных образуют отдельную семью, и группа исследователей под руководством Евгения Кунина (Evgene Koonin) из NCBI (Национальный центр биотехнологической информации США, National Center for Biotechnology Information, штат Мэриленд, США) выяснили, чем эта семья отличается от других, неспособных вызывать столь опасных болезней. 

В анализ попал 3001 геном, 944 из которых принадлежат семи патогенным для человека штаммам. Все они были выравнены между собой, а затем при помощи SVM в данных искали ключевые участки ДНК, по которым можно было бы предсказать опасность вируса для человека. Всего нашлось 11 участков, 6 из которых пришлось на гены S-белка и белка нуклеокапсида (N-белок), — основы для упаковки РНК вируса. 

У вирусов из группы SARS и MERS в N-белке произошли изменения в участках, необходимых для импорта и экспорта в ядро клетки. Сигнальные последовательности, по которым ферменты узнают, где должен находиться белок, и переносят его туда, стали заметнее в этой группе штаммов. Это значит, что, по-видимому, правильная локализация этого белка играет важную роль в развитии патогенности. 

К уникальным характеристикам S-белка SARS-CoV-2 относятся последовательности места разреза этого белка и участка, которым он узнает человеческий рецептор ACE2. Если же посмотреть на всю его опасную семью, то окажется, что у ее членов на участке, узнающем ACE2, дополнительно есть небольшая вставка в геном, и еще две в другом домене, который необходим для того, чтобы вирус мог поближе «подтянуться» к мембране клетки. Интересно, что в случаях MERS и SARS они произошли независимо, — это видно по тому, что сами последовательности вставки у них разные. Несмотря на это, авторы предполагают что в обоих случаях вставки на участке узнавания рецептора ACE2 добавили вирусу гибкости, облегчив ему последующую смену хозяев.

Ранее генетики проследили маршруты распространения коронавируса по миру.

Также генетики из Чехии заявили, что изменение в генокоде вируса Covid-19 находится в нетранслируемой регулирующей области (часть генетического кода, которая не отвечает непосредственно за синтез белков). 

"Коронавирус ведет себя очень необычно. В мире есть конечное количество вирусов, заражающих людей. Мы обычно можем по симптомам болезни приблизительно угадать, какой вирус ее вызывает. Конечно, не на 100%, но мы можем сказать: если симптомы выглядят вот так, то это, скорее всего, какой-то из вирусов гриппа, когда понос - другой тип вируса, когда сыпь - мы ищем герпесвирусы. Поэтому, когда мы знаем, что болезнь вызывается коронавирусом, у нее будет определенное течение. Но у этого коронавируса совсем другая картина, это как будто новый тип болезни", - отметила чешский молекулярный генетик и вирусолог Соня Пекова, возглавляющая лабораторию Tilia Laboratories, которая диагностировала одни из первых в Чехии случаев коронавируса.

Читайте также: Ученые обнаружили у коронавируса «слабое место»

Фото: Biomol GmbH