"Как эти вирусы стали тем, чем они являются сегодня? Почему одни из них способны заражать людей, а другие нет??- сказал Саймон Энтони, доцент кафедры патологии, микробиологии и иммунологии Школы ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе и старший автор статьи.
По словам Энтони, и SARS-CoV-1, и SARS-CoV-2 относятся к группе, называемой сарбековирусом, но на самом деле они сильно отличаются друг от друга. Ученые разделили сарбековирусы на пять линий: SARS-CoV-1 принадлежит к линии 1, а SARS-CoV-2 – к линии 5.
Хотя эти два вируса принадлежат к разным линиям, они оба попадают в клетки человека с помощью рецептора ACE2.
«Это поразительно, – сказал Энтони, – потому что есть другие вирусы, более тесно связанные с SARS-CoV-1, которые не используют ACE2. Итак, как же SARS-CoV-1 оказался похож на более отдаленный вирус??"
Генеалогическое древо вирусов
Энтони и Хизер Уэллс, аспирантка Колумбийского университета, построили генеалогическое древо всех вирусов, подобных атипичной пневмонии.
Они обнаружили, что линия 5, которая содержит SARS-CoV-2, является наследственной линией. Они пришли к выводу, что большинство вирусов линии 1, связанных с SARS-CoV-1, давно утратили способность использовать человеческие рецепторы ACE2 из-за делеций в их геноме.
Но SARS-CoV-1 и несколько других вирусов в какой-то момент восстановили способность использовать человеческий ACE2.
По словам Уэллса, это, вероятно, произошло в результате процесса, называемого рекомбинацией. Чтобы это произошло, два разных вируса должны заразить одно и то же животное одновременно, создав гибридный вирус, способный заражать людей через ACE2.
По словам Уэллса, генеалогическое древо также дает представление о географическом происхождении этих вирусов. На данный момент все вирусы, использующие ACE2, были обнаружены в провинции Юньнань, что означает, что SARS-CoV-2 возник не в Ухане, где были зарегистрированы первые случаи COVID-19, а в других местах Китая.
Один вопрос без ответа: почему SARS-CoV-2 появился именно сейчас?? Если этот вирус всегда был нацелен на ACE2, он, возможно, уже давно обладал способностью заражать людей.
Итак, что побудило его появиться в это время?
«Должны быть задействованы и другие факторы», – сказал Энтони. "Наличие генетической способности заражать людей – это только часть истории."
Это исследование обеспечивает эволюционный контекст того, почему эти вирусы ведут себя именно так, сказал Энтони. Это позволяет исследователям помещать недавно обнаруженные вирусы в генеалогическое древо и оценивать, могут ли они заразить людей.
"Теперь мы знаем, что наличие генетического потенциала распространения не означает, что это произойдет, но важно идентифицировать вирусы с высоким риском.
Затем мы можем использовать эпидемиологические или экологические исследования, чтобы выяснить, как и если люди вступают в контакт с летучими мышами или другими животными, переносящими эти вирусы ", – сказал Энтони.
«Это также хорошее напоминание о том, что существует множество вирусов, которые нам нужно лучше понять – SARS-CoV-1 и 2 не будут единственными», – сказал он.
Дополнительными соавторами исследования являются: Трейси Голдштейн, Кристин Кройдер Джонсон, Йонна Мазет, Майкл Крэнфилд и Кирстен Джиларди, One Health Institute и Карен К. Центр здоровья дикой природы Драйера, Школа ветеринарной медицины Калифорнийского университета в Дэвисе; Бенард Ссебиде и Джулиус Нзиза, Врачи-гориллы и Ветеринарный проект горных горилл; Винсент Манстер, Университет штата Вашингтон, Пуллман, Вашингтон; Майкл Летко и Мария Дюк-Вассер, Лаборатория вирусологии, Национальный институт аллергии и инфекционных заболеваний, NIH, Гамильтон, Монтана; Горка Лассо, Медицинский колледж Альберта Эйнштейна, Нью-Йорк; Денис Бьяругаба, Университет Макерере, Кампала, Уганда; Исамара Наваррете-Масиас и Элиза Лян, Колумбийский университет; Барбара Хан, Институт экосистемных исследований Кэри, Милбрук, Нью-Йорк; и Морган Тингли, Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе.
Работа поддержана грантами NIH и USAID в рамках проекта PREDICT.