Ирина Якутенко - Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

И хотя точное место, откуда летучемышиные коронавирусы перескочили на людей, неизвестно (версию про уханьский рынок морепродуктов поддерживают не все ученые), само по себе предсказание, что однажды какой-нибудь из сожителей рукокрылых захочет сменить партнера, сбылось с пугающей точностью. Более того, за два года до эпидемии другая группа китайских исследователей привела веские доказательства того, что коронавирусы летучих мышей регулярно предпринимают попытки найти себе новый дом. Изучив образцы крови людей, живущих поблизости от крупных мышиных колоний, исследователи обнаружили у 2,7 % жителей антитела к летучемышиным коронавирусам [24] N. Wang et al. , «Serological Evidence of Bat SARS-Related Coronavirus Infection in Humans, China», Virol. Sin. , vol. 33, no. 1, pp. 104–107, Feb. 2018. . Но эти штаммы, очевидно, были не слишком удачливыми и не смогли закрепиться в человеке. В отличие от SARS-CoV-2.

Но почему именно летучие мыши? Что заставило Ши и других ученых сосредоточиться на этих странных животных? Причин сразу несколько. Первая: рукокрылых страшно много. Они составляют около 20 % от всех известных видов млекопитающих. То есть каждый пятый вид млекопитающих на планете — какая-нибудь летучая мышь. Больше видов только у грызунов. Если считать в штуках, цифры тоже впечатляют: рукокрылые любят жить колониями, многие из которых насчитывают десятки миллионов особей, как, например, крупнейшее из известных общежитий летучих мышей в пещере Брэкен возле техасского Остина, где обитают около 30 млн этих животных. Пол и стены мышиных убежищ покрыты густым слоем помета, поэтому в пещеры регулярно наведываются фермеры. Экскременты рукокрылых — ценное (и, главное, бесплатное) удобрение для полей. Версия, что первыми заразившимися были не продавцы летучих мышей, а китайские фермеры, жаждущие удобрять поля биопродуктом, также рассматривается как одна из приоритетных.

Вторая причина — это, похоже, способность летать {12} 12 «Похоже» — так как это предположение все еще находится на стадии гипотезы. Как и многое, что имеет отношение к нынешней эпидемии. . Полет — один из самых ресурсоемких видов движения у живых существ. Чтобы получать дополнительную энергию, необходимую для перемещений по воздуху, мыши разогнали свой метаболизм до максимальных оборотов. Биохимически это означает усиленную работу митохондрий — внутриклеточных органелл, ответственных за выработку энергии [25] Y.-Y. Shen, L. Liang, Z.-H. Zhu, W.-P. Zhou, D. M. Irwin, and Y.-P. Zhang, «Adaptive evolution of energy metabolism genes and the origin of flight in bats», Proc. Natl. Acad. Sci. , vol. 107, no. 19, pp. 8666–8671, May 2010. . Такой режим сопровождается серьезным побочным эффектом — выделением большого количества свободных радикалов (в народе больше известных как активные формы кислорода) — метаболически активных веществ, которые портят все, к чему приближаются. В числе прочего они повреждают ДНК как в самих митохондриях — эти органеллы когда-то были свободноживущими бактериями и сохранили часть генома, — так и в ядре клетки. Предполагается, что в результате этого фрагменты ДНК могут попадать в цитоплазму. В норме этого никогда не происходит, и с точки зрения клетки появление ДНК вне ядра или митохондрий — однозначный признак того, что внутрь пробрался вирус. Обнаружив подобное безобразие, клетка моментально запускает защитный интерфероновый ответ, который, помимо прочего, останавливает синтез белка, чтобы вирус не мог размножиться.

Сенсором, который включает тревожную кнопку в ответ на появление в цитоплазме ДНК, служит белок под названием STING (от английского Stimulator of Interferon Genes , стимулятор интерфероновых генов). И оказалось, что у летучих мышей в последовательности этого белка имеется мутация, из-за которой он работает не так активно [26] J. Xie et al. , «Dampened STING-Dependent Interferon Activation in Bats», Cell Host Microbe , vol. 23, no. 3, pp. 297–301.e4, Mar. 2018. . У других млекопитающих такой мутации нет. Измененный STING все равно запускает интерфероновый ответ, но гораздо менее мощный. Кажется, что это должно вредить мышам, но на самом деле ровно наоборот. Излишне интенсивная выработка интерферонов и провоцируемый ею запуск других защитных реакций зачастую вредят организму куда больше собственно вируса. Сегодня мы знаем, что основная причина смертей людей от COVID-19 — гиперактивация иммунной системы и ее последствия. Если бы STING у летучих мышей работал так же, как у других млекопитающих, плохо контролируемая реакция воспаления запускалась бы у них после каждого вылета на охоту. Благодаря мутации в белке STING выработка интерферонов в ответ на подозрительные нуклеиновые кислоты сохраняется, однако поддерживается на умеренном уровне, недостаточном для запуска чрезмерного воспалительного ответа. И это не единственный механизм, защищающий мышей от атаки собственного иммунитета, обнаружившего в цитоплазме ДНК. Недавний анализ показал, что у рукокрылых отсутствует целое семейство генов, участвующих в развитии реакции воспаления в ответ на куски нуклеиновых кислот в неположенном месте [27] M. Ahn, J. Cui, A. T. Irving, and L.-F. Wang, «Unique Loss of the PYHIN Gene Family in Bats Amongst Mammals: Implications for Inflammasome Sensing», Sci. Rep. , vol. 6, no. 1, p. 21722, Feb. 2016. .