Коронавирусная семейка - SARS-CoV-2 и «родственники»

prof_afv — 27.03.2020 — Коронавирус

Итак, как обещал, о SARS-CoV-2-подобных коронавирусах малазийских муравьедов (Manis javanica), которых, для краткости, я буду называть панголинами. Прежде всего главное – большая сенсация не состоялась – «недостающее звено» между диким миром природы и SARS-CoV-2 не обнаружено. Тем не менее, в статье содержится много новой, важной и интересной информации о разнообразии коронавирусов в природе. До недавнего времени, внимание вирусологов было сфокусировано на летучих мышах. Эти животные являются «разносчиками» многих вирусов, опасных для человека – бешенство, Эбола, SARS-CoV-1 (синоним - SARS-CoV), MERS-CoV. Естественно, что с открытием SARS-CoV-2, «корни» этого вируса стали искать у летучих мышей. Довольно быстро был установлен «главный подозреваемый»  - коронавирус летучей мыши RaTG13, сходство генома которого с геномом SARS-CoV-2 составляет 96%. Но, во-первых, 4% различий это много для «непосредственного предшественника», а во-вторых, в геноме SARS-CoV-2 были обнаружены особенности, отсутствующие у RaTG13 и прочих коронавирусов летучих мышей, образующих с SARS-CoV-2 монофилетическую группу (группа происходящая от единого предка и чётко отграниченная от других таких групп). Эта группа получила название «линия SARS-CoV-2 и родственники» (в оригинале: SARS-CoV-2 related lineage). Другая монофилетической группа на «древе» бета-коронавирусов, наиболее родственная группе SARS-CoV-2, это группа «линия SARS-CoV-1 и родственники» (в оригинале: SARS-CoV-1 related lineage). Последняя группа включает изоляты от больных SARS (эпидемия 2002-2003гг.) и многочисленные сходные вирусы летучих мышей. Один из таких вирусов, наиболее сходный с изолятами от человека, был выделен от зверька циветта (civet) . На этом основании было заключено, что циветты были промежуточным хозяином при межвидовом переносе коронавируса от летучих мышей к человеку (летучая мышь – циветта – человек). А вот картина в группе «SARS-CoV-2 и родственники» вырисовывается другая. Членами этой группы, и это убедительно доказано в статье, оказались не только вирусы летучих мышей, но и вирусы панголинов. Причём, исследование сравнительно небольшого числа образцов обнаружило две хорошо разделённые линии коронавирусов панголинов. Вообще, складывается впечатление, что эта работа приоткрыла дверь к огромному разнообразию коронавирусов в дикой природе. В геномах открытых коронавирусов панголинов есть множественные признаки рекомбинаций. Всё это говорит о том, что коронавирусы в природе «перемещаются» с вида на вид, рекомбинируют, вследствие чего возникает множество вариантов, разнообразие которых непредсказуемо, по крайней мере, при нынешнем уровне знаний. 

«Генеалогическое древо» SARS-CoV-1/2 и родственных вирусов представлено ниже (взято из препринта статьи в Nature : https://doi.org/10.1038/s41586-020-2169-0 )

Это древо результат сложного анализа полногеномных РНК (последовательностей нуклеотидов в геномной РНК SARS-CoV-2; длина каждой из этих геномных последовательностей 29400-29500 нуклеотидов). По научному такой анализ называется филогенетическим анализом. Используемые в нем вычислительные алгоритмы очень сложны, достаточно сказать, что теоретически возможное количество вариантов деревьев с таким количеством последовательностей это астрономическое число. Пересчитать все варианты не хватит мощностей всех существующих супер компьютеров. Поэтому разработаны эвристические алгоритмы поиска деревьев, структура которых максимально точно отражает ход эволюции организмов, геномы которых анализируются. Специалистов, которые разрабатывают эти алгоритмы, очень немного. Среди них австралиец Эдвард Холмс (Edward Holmes) - один из авторов этой статьи - и именно он проводил  филогенетический анализ, представленный в статье. Не путайте с его однофамильцем Шерлоком!   Кстати, в статье, все авторы, кроме Холмса, китайские ученые. 

Возвращаясь к дереву — красными кружочками обозначены вирусы панголинов. Как видите, они четко делятся на две группы. Материалы, из которых «добыты» эти вирусы, получены независимо в разное время в результате конфискации специальной службой китайской таможни контрабандных органов и тканей панголинов. Дело в том, что панголины (редкий, исчезающий вид) в Китае не обитают, но их мясо считается деликатесом, а чешуя используется в традиционной китайской медицине. Поэтому панголины живые или «в разобранном» виде контрабандой поставляются в Китай. С этим активно борются, но полностью остановить «панголин-трафик» не удаётся. Но хоть, по крайней мере, учёным от этого что-то перепало.

Снова возвращаюсь к дереву. Число 100 у некоторых «узлов ветвления» это показатель надежности данного узла (так-называемый «bootstrap support value”). Как он рассчитывается это довольно сложно. Если кто займется филогенетическим анализом, узнаете. Поверьте на слово, что если стоит 100 это значит, что ветви, исходящие из этого узла, достоверно разделены. Если вы присмотритесь внимательно к дереву, то увидите, что самый близкий к SARS-CoV-2 это вирус летучей мыши RaTG13. Вирусы панголинов на филогенетическом дереве занимают менее родственные позиции. И тем не менее, и это интригует, у вирусов панголинов обнаружилось чрезвычайно высокое сходство с SARS-CoV-2. Да ещё в чём - в структуре участка поверхностного белка S, который отвечает за «швартовку» вируса к клеточному рецептору (который, как почти все теперь знают, называется АСЕ2). С этой швартовки и запускается процесс приводящий к развитию COVID-19.

Но, в соответствии с традициями сериала, об этом в следующей «серии». 

Оставить комментарий

Популярные посты:

nerva

Градостроительный аудит земельного участка в Москве

jalla00

кототерапия

yurasumy

Война на Украине (04.04.24): Авдеевка, Часов Яр, Северск, Сватово — фронт атак

a_simakoff

Ответ на загадку

fenster99

Опять зима на белом свете?

nathoncharova

К черту этикет! Королевы, которые умели зажигать по полной

• Ранее
• Архив