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

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] K. Xiao et al. , «Isolation of SARS-CoV-2-related coronavirus from Malayan pangolins», Nature , May 2020. , 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] V. D. Menachery et al. , «A SARS-like cluster of circulating bat coronaviruses shows potential for human emergence», Nat. Med. , vol. 21, no. 12, pp. 1508–1513, Dec. 2015. . 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} 14 Мы внезапно перешли от нуклеотидных последовательностей к аминокислотным, так как некоторые изменения в геномах коронавирусов могут не влиять на последовательность синтезируемых белков. Одна аминокислота кодируется тремя нуклеотидами, причем одну и ту же аминокислоту могут кодировать несколько троек нуклеотидов — их называют кодоны. «Неважные» нуклеотиды — то есть те, которые можно поменять, не влияя на итоговое значение кодона, — находятся в позициях три и иногда два. Мутации по этим позициям не влияют на аминокислотную последовательность белков. 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.