«Коронавирусы имеют генетический материал, который является высоко рекомбинантным, что означает, что разные области генома вируса могут быть получены из нескольких источников», – сказал Мацей Бони, доцент биологии Пенсильванского университета. "Это затруднило реконструкцию происхождения SARS-CoV-2. Вы должны идентифицировать все регионы, которые рекомбинируют, и проследить их историю.
Для этого мы собрали разнообразную команду, обладающую опытом в области рекомбинации, филогенетического датирования, отбора проб вирусов, а также молекулярной и вирусной эволюции."
Команда использовала три различных биоинформатических подхода для идентификации и удаления рекомбинантных областей в геноме SARS-CoV-2.
Затем они реконструировали филогенетические истории для нерекомбинантных областей и сравнили их друг с другом, чтобы увидеть, какие конкретные вирусы участвовали в событиях рекомбинации в прошлом. Им удалось реконструировать эволюционные отношения между SARS-CoV-2 и его ближайшими известными вирусами летучих мышей и панголинов. Их результаты опубликованы сегодня (28 июля) в журнале Nature Microbiology.
Исследователи обнаружили, что линия вирусов, к которой принадлежит SARS-CoV-2, отличалась от других вирусов летучих мышей около 40-70 лет назад.
Важно отметить, что хотя SARS-CoV-2 генетически подобен (около 96%) коронавирусу RaTG13, образец которого был взят у подковоносной летучей мыши Rhinolophus affinis в 2013 году в провинции Юньнань, Китай, команда обнаружила, что он довольно долго отличался от RaTG13. назад, в 1969 году.
«Способность оценивать время расхождения после разделения историй рекомбинации, которую мы разработали в этом сотрудничестве, может привести к пониманию происхождения многих различных вирусных патогенов», – сказал Филипп Лемей, главный исследователь отдела эволюционной и компьютерной вирусологии.
KE Leuven.
Команда обнаружила, что одной из более старых черт, которые SARS-CoV-2 разделяет со своими родственниками, является рецептор-связывающий домен (RBD), расположенный на белке Spike, который позволяет вирусу распознавать и связываться с рецепторами на поверхности клеток человека.
«Это означает, что в Китае среди подковообразных летучих мышей циркулируют и другие вирусы, способные инфицировать людей», – сказал Дэвид Л. Робертсон, профессор компьютерной вирусологии, Центр вирусных исследований MRC Университета Глазго.
Смогут ли эти вирусы прыгать прямо с летучих мышей на человека или для этого потребуется промежуточный вид?? По словам Робертсона, для SARS-CoV-2 другие исследовательские группы ошибочно предположили, что ключевые эволюционные изменения произошли у ящеров.
«Последовательность RBD SARS-CoV-2 до сих пор была обнаружена только у нескольких вирусов панголина», – сказал Робертсон. «Кроме того, другая ключевая особенность, которая, как считается, играет важную роль в способности SARS-CoV-2 инфицировать людей – вставка многоосновного сайта расщепления в белок Spike – еще не наблюдалась у другой близкой родственницы SARS-CoV-летучей мыши. 2 вирус.
Тем не менее, хотя возможно, что панголины могли выступать в качестве промежуточного хозяина, способствующего передаче SARS-CoV-2 людям, нет никаких доказательств того, что инфекция панголина является обязательным условием для проникновения вирусов летучих мышей в людей. Вместо этого наши исследования показывают, что SARS-CoV-2, вероятно, развил способность реплицироваться в верхних дыхательных путях как у людей, так и у ящеров."
Команда пришла к выводу, что предотвращение будущих пандемий потребует более качественного отбора проб у диких летучих мышей и внедрения систем наблюдения за заболеваниями человека, которые способны выявлять новые патогены у людей и реагировать в режиме реального времени.
«Ключ к успешному наблюдению, – сказал Робертсон, – это знание того, какие вирусы следует искать, и определение приоритетности тех, которые могут легко заразить людей. Мы должны были лучше подготовиться ко второму вирусу атипичной пневмонии."
Бони добавил: «Мы слишком поздно отреагировали на первоначальную вспышку SARS-CoV-2, но это не будет нашей последней пандемией коронавируса. Необходимо создать гораздо более полную систему наблюдения в режиме реального времени для обнаружения подобных вирусов, когда количество случаев заболевания по-прежнему выражается двузначными цифрами."
Среди других авторов статьи: Сяовей Цзян, преподаватель биоинформатики Сианьского университета Цзяотун-Ливерпуль; Томми Цан-Юк Лам, доцент кафедры общественного здравоохранения Гонконгского университета; Блэр Перри, аспирант Техасского университета в Арлингтоне; Тодд Кастоу, адъюнкт-профессор биологии Техасского университета в Арлингтоне; и Эндрю Рамбо, профессор молекулярной эволюции, Институт эволюционной биологии, Эдинбургский университет.
Поддержка этого исследования была предоставлена Европейским исследовательским советом, Советом по медицинским исследованиям, Исследовательским фондом Фландрии и Национальным фондом естественных наук Китая.