Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать - [14]
Рис. 5. Организм летучих мышей — настоящий курорт для самых разных вирусов
Одно время ученые рассматривали гипотезу, что промежуточным хозяином нового паразита был панголин — странный зверь, похожий на умильного дракончика. Потом от этой версии отказались: уж больно далеки последовательности панголиньих и человечьих коронавирусов, мышиные вирусы к нашим намного ближе. Но есть одно место, где последовательность генома коронавирусов панголинов практически идентична SARS-CoV-2, — это S-белок, при помощи которого паразит пролезает в наши клетки. Еще точнее — это RBD-участок, тот самый, что непосредственно связывается с рецептором ACE2. Это событие запускает цепочку реакций, благодаря которой вирус пролезает под мембрану — мы подробно говорили об этом в главе «Как устроен коронавирус». В начале мая в журнале Nature вышла статья[30], которая опять вернула панголинов в повестку дня — но не как прямого предка, а, так сказать, в качестве донора маленькой части генома. Авторы сравнили последовательности 17 коронавирусов, выделенных из панголинов, с геномами SASR-CoV-2 и самым близким из мышиных вирусом RaTG13 и пришли к выводу, что наш нынешний паразит — результат рекомбинации какого-то из панголиньих коронавирусов с коронавирусом летучей мыши, хотя бы с тем же RaTG13.
Практически с самого начала эпидемии появилась версия, что новый коронавирус появился неестественным путем, а именно был создан в лаборатории. Творцом SARS-CoV-2 чаще всего называют Ши Чжэнли — ту самую Batwoman — и ее соавторов. Сторонники этой гипотезы обращают внимание на странности в структуре вирусного генома, прежде всего на сочетание фрагментов летучемышиных и панголиньих вирусов. Кроме того, у Чжэнли и дружественных ей исследователей, занимающихся коронавирусами, в 2015 году вышла статья, в которой они описывали как раз создание гибридных вирусов[31]. Целью работы, как объясняют авторы, было показать, что умеющие рекомбинировать коронавирусы обладают серьезным эпидемическим потенциалом. Обсуждать доводы тех, кто верит и не верит в искусственное происхождение вируса, нет смысла: это заведет нас в дебри молекулярной биологии и генетики, вряд ли интересные далеким от науки читателям. Более того, без специальных знаний невозможно понять, насколько убедительны те или иные аргументы. Если совсем коротко, SARS-CoV-2 не несет в своем геноме изменений, которые не могли бы появиться естественным путем. Окончательным доказательством для сомневающихся стало бы расследование с изучением записей в лабораторных журналах, опросом сотрудников и так далее. Но, в любом случае, какова бы ни была родословная SARS-CoV-2, это никак не влияет на методы лечения и разработку вакцины.
Рекомбинацией называют процесс обмена кусками генетической информации. Обычно она происходит между участками с очень сходной последовательностью — например, родительскими хромосомами при образовании половых клеток или двумя близкими вирусами. Когда такие фрагменты оказываются в непосредственной близости, они могут перепутаться, и ферменты, копирующие ДНК или РНК, по ошибке запишут в одну из молекул кусочек последовательности другой. Рекомбинация происходит в живых системах повсеместно: так, именно благодаря ей вы отличаетесь от ваших братьев и сестер больше, чем если бы мы наследовали от родителей генетический материал целыми хромосомами. Многие вирусы тоже активно используют этот механизм для увеличения разнообразия и скорости изменений. Рекомбинация характерна как для ДНК-содержащих вирусов (вроде герпесвирусов), так и для РНК-содержащих, например ретро- (к ним относится, к примеру, ВИЧ), пикорна- (полиомиелит, ящур) и коронавирусов.
В случае SARS-CoV-2 рекомбинация — если она имела место — произошла в последовательности S-белка в районе RBD-фрагмента. Спайк-белки нашего и одного из панголиньих коронавирусов оказались сходны на 97,8 %, а из шести аминокислот>{14} RBD-участка отличалась всего одна, причем в позиции, которая не изменяет его конформацию (форму), то есть не влияет на связывание с рецептором ACE2. При этом второго важного для проникновения участка — сайта расщепления фурином — у панголиньих вирусов нет. И это серьезный аргумент против гипотезы о том, что именно панголины были промежуточными хозяевами: если бы это было так, то SARS-CoV-2 унаследовал бы ген S-белка целиком.
В конце июля большая группа биоинформатиков из разных стран опубликовала работу, которая не только объясняет, откуда у мышиного вируса оказался фрагмент S-белка вирусов панголинов, но заодно оценивает, как давно у рукокрылых завелись потенциально опасные для человека коронавирусы[32]. Авторы сделали следующее. Хотя коронавирусы чрезвычайно любят рекомбинировать, перекидываться туда-сюда могут не все части генома: одни участки в силу определенных особенностей перепрыгивают от вируса к вирусу куда охотнее, чем другие. Обилие таких склонных к промискуитету геномных фрагментов затрудняет построение глобального эволюционного древа коронавирусов: так как вирусы с разных «веток» все время обмениваются кусками, вместо последовательного ряда изменений ученые видят генетический «винегрет». Авторы новой работы применили хитрый трюк: по характерным признакам они вычислили участки-перебежчики и убрали их из выборки анализируемых коронавирусных геномов. Затем ученые сравнили между собой лишь консервативные фрагменты, которые не перепрыгивали с ветки на ветку, а постепенно менялись с течением времени. Анализируя количество отличий между имеющимися штаммами, исследователи смогли восстановить эволюцию коронавирусов.
