Новыя дасьледаваньні паказваюць, што каранавірусы часта зьмешваюць свае генэтычныя кампанэнты. Гэта можа спрыяць зьяўленьню небясьпечных варыянтаў, піша амэрыканская The New York Times.
Што выклікае асьцярогу
У апошнія тыдні навукоўцы забілі трывогу з нагоды новых варыянтаў каранавірусу, якія нясуць у сабе некалькі дробных мутацый. І гэтыя мутацыі, падобна, робяць вакцыны менш эфэктыўнымі.
Але заклапочанасьць навукоўцаў выклікаюць ня толькі невялікія генэтычныя зьмены. Высьветлілася, новы каранавірус мае схільнасьць зьмешваць вялікія фрагмэнты свайго геному падчас капіяваньня самога сябе. У адрозьненьне ад невялікіх мутацый, падобных да памылак друку, зьява, якая называецца рэкамбінацыяй, нагадвае вялікую памылку капіяваньня, пры якой другая палова прапановы цалкам перазапісваецца паводле крыху іншай вэрсіі.
Мноства новых дасьледаваньняў паказваюць, што рэкамбінацыя можа дазволіць вірусу зьмяняцца небясьпечным чынам. Але ня толькі. У доўгатэрміновай пэрспэктыве гэты біялягічны мэханізм можа дапамагчы дасьледчыкам знайсьці лекі для зьнішчэньня вірусу.
Рэкамбінацыя можа нарадзіць больш небясьпечны вірус
«Няма ніякіх сумненьняў у тым, што рэкамбінацыя адбываецца, — кажа Нэлс Элдэ, эвалюцыйны генэтык з Унівэрсытэту Юты. — Гэта было крыху недаацэнена і можа адыграць ролю нават у зьяўленьні некаторых новых варыянтаў».
Мутацыі каранавірусу, пра якія чула большасьць людзей, напрыклад у варыянце B.1.351, упершыню выяўленым у Паўднёвай Афрыцы, уяўляюць сабой зьмены адной «літары» доўгай генэтычнай пасьлядоўнасьці вірусу — РНК. Паколькі вірус мае надзейную сыстэму праверкі свайго РНК-коду, гэтыя невялікія мутацыі параўнальна рэдкія.
У адрозьненьне ад гэтага, рэкамбінацыя шырока распаўсюджаная ў каранавірусах.
Дасьледнікі з Мэдычнага цэнтру Ўнівэрсытэту Вандэрбільта пад кіраўніцтвам вірусоляга Марка Дэнісана нядаўна вывучылі рэплікацыі трох каранавірусаў, у тым ліку і SARS-CoV-2, які выклікае COVID-19. Выявілася, што ўсе тры вірусы паказваюць «шырокую» рэкамбінацыю пры разьдзельнай рэплікацыі ў лябараторыі.
Навукоўцы асьцерагаюцца, што рэкамбінацыя можа дазволіць розным варыянтам каранавірусу аб’яднацца ў больш небясьпечныя вэрсіі ўнутры цела чалавека. Напрыклад, варыянт B.1.1.7, упершыню выяўлены ў Вялікай Брытаніі, меў больш за тузін мутацый, якія паўсталі раптоўна.
Доктар Элдэ кажа, што рэкамбінацыя магла аб’яднаць мутацыі з розных варыянтаў, якія спантанна паўсталі ў аднаго і таго ж чалавека зь цягам часу або якія заразілі кагосьці адначасова.
Але эвалюцыйны эпідэміёляг з Оксфарду Катрына Літгаў скептычна ставіцца да таго, што каінфэкцыя здараецца часта.
Як лекарам дапамаглі кампутарныя праграмы
Рэкамбінацыя можа дазволіць двум розным каранавірусам памяняць месцамі некаторыя з сваіх генаў. Каб лепш вывучыць гэтую рызыку, доктар Элдэ і яго калегі параўналі генэтычныя пасьлядоўнасьці розных каранавірусаў, у тым ліку SARS-CoV-2 і некаторых яго далёкіх сваякоў, якія заражаюць сьвіней і буйную рагатую жывёлу.
Кампутарны аналіз паказаў, што за апошнія пару стагодзьдзяў эвалюцыі вірусаў у шматлікіх працэсах рэкамбінацыі былі задзейнічаныя сэгмэнты, што ўтвараюць спайкавы бялок, які дапамагае вірусу пранікаць у клеткі чалавека. У навукоўцаў гэта выклікае трывогу, бо гэта можа быць мэханізмам, пры дапамозе якога адзін вірус забясьпечвае іншы вірус зброяй для заражэньня людзей.
Чуюцца і скептычныя водгукі. Кітайскі вірусоляг Фэн Гао з Гуанчжоў кажа, што, хоць новыя кампутарныя праграмы дасьледчыкаў зь Юты выявілі незвычайныя пасьлядоўнасьці ў каранавірусах, гэта не дае надзейных доказаў рэкамбінацыі. Магчыма, яны проста эвалюцыянавалі такім чынам самі па сабе.
Амэрыканскі вірусны эколяг Вінсэнт Мюнстэр лічыць, што навукоўцы пакуль маюць абмежаваныя веды аб тым, ці можа рэкамбінацыя спараджаць новыя пандэмічныя каранавірусы.
Рэкамбінацыя магла нарадзіць спайк-бялок
Тым ня менш колькасьць такіх доказаў расьце. У дасьледаваньні, афіцыйна апублікаваным гэтымі днямі, доктар Мюнстэр і яго супрацоўнікі выказалі здагадку, што рэкамбінацыя, падобна, зьяўляецца прычынай таго, што і SARS-CoV-2, і вірус, які выклікаў успышку SARS у 2003 годзе, атрымалі вэрсію бялка-шыпа, які дазваляе ім спрытна пранікаць у клеткі чалавека. Гэты спайкавы бялок зьвязваецца з пунктам уваходу ў чалавечыя клеткі, які называецца рэцэптарам ACE2.
Некаторыя навукоўцы вывучаюць мэханізм рэкамбінацыі і для таго, каб знайсьці спосабы лячэньня.
Напрыклад, у сваім нядаўнім дасьледаваньні рэкамбінацыі трох каранавірусаў доктар Дэнісан з Унівэрсытэту Вандэрбільта выявіў, што блякаваньне фэрмэнту nsp14-ExoN у каранавірусе мышэй прывяло да рэзкага скарачэньня колькасьці выпадкаў рэкамбінацыі. Гэта сьведчыць аб тым, што nsp14-ExoN жыцьцёва важны для здольнасьці каранавірусаў зьмешваць і супастаўляць свае РНК падчас рэплікацыі.
У дрэнных навінаў бывае і адваротны, станоўчы бок
Цяпер навукоўцы дасьледуюць, ці можа гэтае адкрыцьцё дапамагчы лячыць людзей з COVID-19.
Некаторыя супрацьвірусныя прэпараты, такія як рэмдэзывір, змагаюцца з інфэкцыямі, выступаючы ў ролі пастак РНК, якія запавольваюць працэс рэплікацыі вірусу. Але гэтыя лекі ня вельмі добра працуюць у выпадку каранавірусу. Адна з прычын можа палягаць ў тым, што фэрмэнт nsp14-ExoN ліквідуе памылкі, выкліканыя гэтымі лекамі, і тым самым ратуе вірус.
Доктарка Вэлэр з Канэктыкуту адзначае, што nsp14-ExoN агульны для ўсіх каранавірусаў, таму лекі, якія яго пасьпяхова нэўтралізуюць, змогуць дзейнічаць ня толькі супраць SARS-CoV-2.
