Бродячих собак назвали возможным источником коронавируса. Но к исследованию есть вопросы

Источник материала:

С момента появления SARS-CoV-2 ученые старались определить, от какого вида животных вирус передался людям, а именно, кем был промежуточный хозяин, то самое недостающее звено между летучими мышами и человеком. На эту роль предлагались панголины, но найденные у них вирусы слишком отличаются от SARS-CoV-2. Теперь же исследователь из Оттавского университета Сюйхуа Ся предположил, что источником инфекции могли быть бродячие собаки. Результаты работы ученый опубликовал в журнале Molecular Biology and Evolution, пишет EurekAlert! Однако к исследованию уже возникли вопросы. Рассказываем про суть исследования, и почему представленные в нем доказательства неубедительны.

О чем говорится в исследовании

«Наши наблюдения позволили сформировать новую гипотезу о происхождении и передаче SARS-CoV-2 человеку, — сказал Ся, который работает профессором биологии в Оттавском университете. — Предок SARS-CoV-2 и его ближайший родственник, коронавирус летучих мышей, попали в кишечник собак, что, скорее всего, привело к быстрой эволюции вируса у собак и его перемещению к человеку».

Как он пришел к этому выводу? Ся изучил молекулярные сигнатуры вирусов у разных хозяев. Дело в том, что когда вирусы вторгаются в хозяина, их геномы часто несут «боевые шрамы» от борьбы с иммунной системой хозяина, то есть, в их геномах накапливают изменения и адаптации.

У людей и млекопитающих есть ключевой антивирусный белок под названием ZAP, который может остановить вирус, предотвращая его размножение в организме хозяина и деградацию его генома. Вирусная мишень представляет собой последовательность из CpG-динуклеотидов в пределах генома РНК.

Но исследования показали, что такие вирусы как SARS-CoV-2 могут избегать действия белка ZAP, уменьшая последовательность CpG-динуклеотидов. Похожий трюк использует другой РНК-вирус — ВИЧ. В итоге оставшиеся CpG-динуклеотиды в вирусном геноме, вероятно, важны для вируса и могут служить мишенью для ослабления вирулентности при разработке вакцины.

В своем исследовании Ся изучил 1252 генома бетакоронавирусов из базы данных GenBank и обнаружил, что SARS-CoV-2 и его наиболее близкий известный родственник, коронавирус летучих мышей BatCoV RaTG13, имеют наименьшее количество CpG среди представителей своего семейства. Причем при движении от BatCoV RaTG13 к SARS-CoV-2 наблюдается уменьшение последовательности CpG-динуклеотидов.

Из этого исследователь сделал несколько выводов. По его мнению, новый коронавирус, скорее всего, развился в ткани с высокой экспрессией ZAP, которая способствует вирусным геномам с низким количеством CpG. А выживание вируса указывает на то, что он успешно избежал ZAP-опосредованной противовирусной защиты. Другими словами, вирус стал скрытным и опасным для людей.

Ся провел такой же анализ для генома коронавируса MERS-CoV, который передался нам от верблюдов, и обнаружил его предшественников, заражающих пищеварительную систему верблюдов. Причем вирусы, заражающие пищеварительную систему верблюдов, также имеют более низкий геномный CpG, чем те, которые заражают дыхательную систему верблюдов.

После этого исследователь изучил данные по собакам и обнаружил, что только геномы собачьих коронавирусов (CCoV), которые вызывают высококонтагиозную кишечную болезнь у псов, имеют значения геномного CpG, аналогичные тем, которые наблюдаются в SARS-CoV-2 и BatCoV RaTG13. Более того, у собак также есть коронавирусы, заражающие их пищеварительную систему с более низким уровнем CpG, чем те, что поражают их дыхательную систему.

Кроме того, известным клеточным рецептором для проникновения SARS-CoV-2 в клетку является ACE2, который производится в пищеварительной системе человека с относительно низкой экспрессией в легких. Это говорит о том, что пищеварительные системы млекопитающих, вероятно, являются основной мишенью для заражения коронавирусами.

На основании результатов своей работы Ся предположил, что предшественник нового коронавируса попал в организм собаки, которая съела мясо летучей мыши. Естественный отбор в кишечнике пса заставил вирус уменьшить свою последовательность CpG-динуклеотидов. Затем патоген мог попасть от собаки к человеку каким-либо путем, например, при помощи прямого контакта с животным, зараженным легочной формой заболевания, или при поедании его мяса.

Почему не все согласны с этим выводом?

Издание Live Science взяло комментарий у Ся, который признался, что на сегодня существует мало данных о том, какое именно количество ZAP в различных тканях животных. Поэтому он работал в обратном направлении, занимаясь поиском коронавирусов животных с низким уровнем CpG. Так он обнаружил коронавирус, который в первую очередь поражает кишечник собаки, и, таким образом, заключил, что в кишечнике собаки могут содержаться нужные уровни ZAP, чтобы подобным образом стимулировать эволюцию вируса.

Однако помимо низкого количества CpG, в статье не было указано других генетических сходств между SARS-CoV-2 и коронавирусом собаки, хотя и было высказано предположение, что кишечник собаки может обеспечить подходящую среду для развития таких вирусов.

Однако Плеуни Пеннингс (Pleuni Pennings), доцент кафедры экологии и эволюции в Университете штата Сан-Франциско, которая не участвовала в исследовании, считает, что эти данные не подтверждают сделанные Ся выводы.

В исследовании 2018 года, опубликованном в журнале PLOS Genetics, Пеннингс изучила последовательности CpG в ВИЧ и исследовала, как патоген эволюционирует в отдельных людях. Затем она провела аналогичное исследование нескольких других вирусов, в том числе вируса лихорадки денге, гриппа и гепатита В и С, чтобы выяснить, как часто эти инфекции теряют или приобретают последовательности CpG в результате мутаций. И ее группа обнаружила, что, как правило, мутации, которые «добавляются» в динуклеотиды, обычно обнаруживаются в образцах вируса, взятых у людей, реже, чем мутации, которые устраняют последовательности CpG из генома.

Мутации, создающие CpG, могут быть «дорогостоящими» для вирусов, поскольку они предупреждают организм о заражении. Так что со временем эволюционные механизмы минимизируют их появление, считает Пеннингс. Тем не менее, многие вирусы по-прежнему содержат последовательности CpG, так как мутации могут принести некоторую пользу, «даже если это чревато небольшими затратами». Так что SARS-CoV-2 не является чем-то необычным в этом смысле. Кроме того, существует много вирусов с более низкими значениями CpG, чем у нового коронавируса.

В исследовании Ся говорится, что SARS-CoV-2 содержит меньше CpG-динуклеотидов, чем другие переносимые животными коронавирусы. Но даже если на то есть эволюционная причина, она все равно может не дать коронавирусу особого преимущества в заражении людей, отмечает Пеннингс.

Она добавляет, что вирусы с небольшим количеством CpG необязательно более вируленты. Например, вирус BK, который является членом семейства полиомавирусов, содержит очень мало последовательностей CpG и находится в почках примерно у 60−80% взрослых, но обычно вызывает симптомы только у людей с ослабленным иммунитетом, отметила она.

В итоге на вопрос, были ли собаки промежуточным хозяином для коронавируса, пока ответить невозможно — слишком мало доказательств.