11 ділянок геному виявилися важливими для високої патогенності вірусів сім'ї SARS і MERS

Дослідники виявили у коронавірусів риси, що дозволяють передбачити їх небезпеку у випадку «перестрибування» з основного господаря на людину. Геноми малонебезпечних штамів і їх родичів відрізняються від сім'ї SARS і MERS в 11 дільницях, шість з яких розташовані в послідовностях генів S- і N-білків. Препринт роботи викладено на сайті.

На сьогодні відомо сім штамів заразних для людини коронавірусів. Чотири з них мають обмежений район поширення і відносно невинні, 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 порушувалося: 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 вражаючих людини і їх найближчих родичів у тваринах).

Нова робота пропонує поглянути на ті ж дані під іншим кутом. SARS, MERS і родинні їм віруси тварин утворюють окрему сім'ю, і група дослідників під керівництвом Євгена Куніна (Evgene Koonin) з NCBI з'ясували, чим ця сім'я відрізняється від інших, нездатних викликати настільки небезпечних хвороб.

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

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

До унікальних характеристик S-білка SARS-CoV-2 належать послідовності місця розрізу цього білка і ділянки, якою він дізнається людський рецептор ACE2. Якщо ж подивитися на всю його небезпечну сім'ю, то виявиться, що у її членів на дільниці, що дізнається 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 з того, 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.

За актуальними дослідженнями та останніми новинами про коронавірус SARS-CoV-2 можна детально стежити в окремій темі «Коронавірусні хроніки».