Вчені виявили ділянки геному, що зумовлюють високу патогенність Covid-19

Дослідники виявили у коронавірусів риси, що дозволяють передбачити їх небезпека в разі «перестрибування» з основного господаря на людину. Геноми малонебезпечних штамів і їх родичів відрізняються від сім'ї SARS і MERS в 11 ділянках, шість з яких розташовані в послідовності генів S- і N-білків. Препринт роботи викладений на сайті biorxiv.org. 

На сьогоднішній день відомо сім штамів інфекційних для людини коронавірусів. Чотири з них мають обмежений район поширення і відносно нешкідливі, а три інших - SARS-CoV, SARS-CoV-2 і MERS - спровокували спалахи різного масштабу з масовими смертельними наслідками. Дослідники порівняли геноми цих вірусів і з'ясували які ділянки важливі для високої патогенності вірусу. Це питання неодноразово піднімалося: ми вже знаємо які особливості виділяють геном SARS-CoV-2 серед інших коронавірусів (для цього його геном порівняли з усіма іншими) і які саме послідовності важливі для перестрибування SARS і MERS з тварин на людину (для цього порівнюють геноми вірусів вражають людину і їх найближчих родичів в тварин).

Нова робота пропонує поглянути на ті ж дані під іншим кутом. SARS, MERS і споріднені з ними віруси тварин утворюють окрему сім'ю, і група дослідників під керівництвом Євгена Куніна (Evgene Koonin) з NCBI (Національний центр біотехнологічної інформації США, National Center for Biotechnology Information, штат Меріленд, США) з'ясували, що ця сім'я відрізняється від інших, нездатних викликати настільки небезпечних хвороб.

В аналіз потрапив 3001 геном, 944 з яких належать семи патогенним для людини штамів. Всі вони були вирівняні між собою, а потім за допомогою SVM в даних шукали ключові ділянки ДНК, за якими можна було б передбачити небезпеку вірусу для людини. Всього знайшлося 11 ділянок, 6 з яких довелося на гени S-білка і білка нуклеокапсида (N-білок), - основи для упаковки РНК вірусу.

У вірусів з групи SARS і MERS в N-білку відбулися зміни в ділянках, необхідних для імпорту і експорту в ядро клітини. Сигнальні послідовності, за якими ферменти дізнаються, де повинен знаходитися білок, і переносять його туди, стали помітніше в цій групі штамів. Це означає, що, по-видимому, правильна локалізація цього білка грає важливу роль в розвитку патогенності. 

До унікальних характеристик S-білка SARS-CoV-2 відносяться послідовності місця розрізу цього білка і ділянки, яким він дізнається людський рецептор ACE2. Якщо ж подивитися на всю його небезпечну сім'ю, то виявиться, що у її членів на ділянці, дізнавшись ACE2, додатково є невелика вставка в геном, і ще дві в іншому домені, який необхідний для того, щоб вірус міг ближче «підтягнутися» до мембрани клітини. Цікаво, що у випадках MERS і SARS вони відбулися незалежно, - це видно по тому, що самі послідовності вставки у них різні. Незважаючи на це, автори припускають що в обох випадках вставки на ділянці впізнавання рецептора ACE2 додали вірусу гнучкості, полегшивши йому подальшу зміну господарів.

Раніше генетики простежили маршрути поширення коронавируса по світу.

Також генетики з Чехії заявили, що зміна в генокоді вірусу Covid-19 знаходиться в нетрансльованій регулюючій області (частина генетичного коду, яка не відповідає безпосередньо за синтез білків).

"Коронавірус поводиться дуже незвично. У світі є кінцева кількість вірусів, що заражають людей. Ми зазвичай можемо за симптомами хвороби приблизно вгадати, який вірус її викликає. Звичайно, не на 100%, але ми можемо сказати: якщо симптоми виглядають ось так, то це, швидше за все, якийсь із вірусів грипу, коли пронос - інший тип вірусу, коли висип - ми шукаємо герпесвіруси. Тому, коли ми знаємо, що хвороба викликається коронавірусом, у неї буде певний перебіг. Але у цього коронавируса зовсім інша картина, це як ніби новий тип хвороби", - відзначила чеський молекулярний генетик і вірусолог Соня Пекова, яка очолює лабораторію Tilia Laboratories, яка діагностувала однією з перших в Чехії випадків коронавіруса.

Читайте також: Вчені виявили у коронавируса «слабке місце»

Фото: Biomol GmbH