Ученые расшифровали коронавирус
Обновлено: 19.04.2024
Фрагменты генома коронавируса могут включаться в геном человека, установили ученые из Массачусетского технологического института. Это может объяснить положительные тесты на инфекцию у переболевших, следует из исследования
Ученые из Массачусетского технологического института выяснили, что небольшие фрагменты генома коронавируса COVID-19 способны включаться в геном человека. Выводы американских ученых опубликованы на портале bioRxiv.
Для того чтобы проверить способность генома РНК SARS-CoV-2 интегрироваться в ДНК человеческих хромосом, исследователи добавили ген обратной транскриптазы (фермент, который превращает РНК в ДНК) в клетки человека, а затем культивировали сконструированные клетки с SARS-CoV-2.
В одном из экспериментов ученые использовали ген обратной транскриптазы из ВИЧ. Также они предоставили ген обратной транскриптазы с использованием последовательностей человеческого ДНК, известных как элементы LINE-1, которые являются остатками древних ретровирусных инфекций. В итоге клетки, которые вырабатывают любую форму фермента, сделали так, что некоторые фрагменты РНК SARS-CoV-2 были преобразованы в ДНК и интегрированы в хромосомы человека.
Вывод о способности фрагментов генома коронавируса включаться в геном человека объясняет такие случаи, когда уже переболевшие и не заразные люди получают положительный ПЦР-тест на инфекцию, отметили ученые. При этом пока неясно, на какой период коронавирус внедряется в клетки человека, как это делает ВИЧ, следует из исследования.
В начале декабря журнал Nature опубликовал статью о результатах исследования влияния генов на тяжесть течения коронавируса. Ученые изучили ДНК пациентов почти 200 отделений реанимации британских больниц, у которых был подтвержден коронавирус. Затем геномы попавших в реанимацию сравнили с геномами здоровых людей, чтобы выявить возможные различия. Исследование показало, что на тяжелое течение коронавируса может влиять ген TYK2, если у него есть дефект. Также отличия обнаружили в гене DPP9, который играет важную роль при воспалениях, и в гене OAS, препятствующем репликации вируса.
По данным Университета Джонса Хопкинса, общее число заболевших COVID-19 в мире составляет 75,7 млн человек, свыше 1,67 млн скончались. В России с начала эпидемии COVID-19, по данным оперативного штаба на 18 декабря, заболели 2,819 млн человек, за прошедшие сутки подтвердили 28,2 тыс. новых заражений.
Нужен диалог: как производителям продуктов реагировать на санкции
Чем поможет форс-мажор — инструкция по применению
Как Toyota следовала своей философии во времена Великой рецессии
Падение прибыли Goldman Sachs на 42,9%. Инвестировать ли в банки США
Как Fujifilm обошла конкурентов и прошла десяток кризисов
Как выявить спад в экономике по длине юбок и спросу на трусы и помаду
Переждать не получится: как за два-три года изменится российский бизнес
Первый коронавирус, вызывающий у человека острую респираторную инфекцию, ученые обнаружили больше полувека назад. С тех пор они открыли еще несколько штаммов, но до сих пор остается неясным, почему некоторые коронавирусы вызывают обычную простуду, а другие отличаются высоким уровнем смертности среди зараженных
В 2016 году в отделение скорой помощи больницы Hygeia в Афинах доставили 45-летнюю учительницу. Для человека, который никогда не курил и не имел серьезных проблем со здоровьем, у нее были странные симптомы: сухой кашель, сильная головная боль и температура, превышающая 39,4 ºС. Врач скорой помощи при прослушивании выявил хрипы в нижней части левого легкого пациентки. Рентгеновский снимок грудной клетки подтвердил наличие очагов поражения в легких.
Врачи пришли к выводу, что у пациентки развилась бактериальная пневмония, и назначили ей курс антибиотиков. Но в течение следующих двух дней женщине стало лишь хуже, а лаборатория сообщила, что тест на бактериальную пневмонию дал отрицательный результат. Когда у женщины начались проблемы с дыханием, ее подключили к аппарату искусственной вентиляции легких. Ей также назначили новый курс лекарств и взяли анализы на разнообразные потенциальные возбудители инфекции дыхательных путей — от различных штаммов вируса гриппа до легионелл, палочки коклюша и других патогенов, вызывающих респираторные заболевания. Результаты всех этих тестов тоже оказались отрицательными. Анализы также подтвердили, что это не атипичная пневмония (SARS) и не ближневосточный респираторный синдром (MERS).
Лишь один тест показал положительный результат. Это так удивило врачей, что они провели анализ повторно, однако результат остался неизменным. У пациентки оказалась хорошо знакомая, но все же остающаяся загадочной болезнь — респираторная вирусная инфекция, вызываемая коронавирусом HCoV-229E. За этой комбинацией букв и цифр скрывается первый известный ученым коронавирус, способный передаваться человеку.
В начале 1960-х годов тяжелое состояние греческой учительницы могло бы озадачить исследователей, которые открыли коронавирус HCoV-229E. Это связано с тем, что на самом деле они изначально проводили свое исследование, чтобы найти возбудителя обычной простуды. В то время ученые уже разработали методы выделения некоторых вирусов, но многие штаммы были недостаточно изучены. Примерно у 35% людей простуду вызывали вирусы, которые ученые не могли идентифицировать.
Это стало вызовом для Дороти Хамре из Чикагского университета. Она погрузилась в изучение культур тканей простуженных студентов и в 1965 году обнаружила новый вид вируса, который позднее стал известен под названием HCoV-229E.
В то же самое время в Великобритании группа ученых под руководством доктора Дэвида Тиррелла вела аналогичное исследование с целью более обстоятельно изучить причины возникновения простуды. Им также удалось выделить новый тип вируса. Когда ученые исследовали его под электронным микроскопом, они обнаружили, что он имеет сходство с вирусом, выделенным еще в 1930-х годах из тканей страдающих бронхитом куриц. Это был коронавирус. Ученым впервые удалось доказать, что он может передаваться человеку.
С тех пор ученые обнаружили еще два штамма коронавируса, которые считают возбудителями простуды. Они получили названия HCoV-NL63 и HCoV-HKU1. Геном коронавируса HCoV-229E был полностью расшифрован только в 2012 году, то есть спустя почти 50 лет после того, как ученые впервые его обнаружили. Исследователи пришли к выводу о том, что у пациентов с ослабленным иммунитетом респираторная инфекция, вызванная HCoV-229E, потенциально может протекать в достаточно тяжелой форме. Тем не менее, они сошлись во мнении о том, что у большинства здоровых людей болезнь проходит в форме обычной простуды.
Несмотря на то, что после вспышки атипичной пневмонии ученые начали активно изучать коронавирусы, они до сих пор не могут сказать, почему болезни, вызванные лишь тремя штаммами (SARS-CoV-1, MERS-CoV и, конечно, SARS-CoV-2, вызвавший пандемию COVID-19), протекают в тяжелой форме и приводят к высокому уровню смертности среди зараженных. В то же время другие четыре вида вызывают болезни, которые протекают гораздо мягче.
Всех их объединяет лишь одно — летучие мыши. Именно их считают первоисточником всех известных коронавирусов, поражающих человека. От летучих мышей вирус, как правило, передается другим животным. Крупные рынки мяса и морепродуктов и открытые продуктовые ларьки — это идеальная среда для распространения подобных вирусов среди животных. В конечном счете коронавирус рано или поздно передается человеку. Так, к примеру, вид HCoV-OC43 передался человеку от крупного рогатого скота. Некоторые ученые предполагают, что он был повсеместно распространен еще с XVIII века. Вирус MERS-CoV, в свою очередь, был передан человеку от верблюдов. Исследователи полагают, что животные так или иначе причастны к передаче человеку всех видов коронавирусов, в том числе и SARS-CoV-2.
Доктор Макинтош предполагает, что коронавирусы пока что останутся загадкой для ученых. Во-первых, это связано с широким разнообразием всевозможных подвидов, основательно изучить которые достаточно сложно. Во-вторых, в штаммах коронавирусов постоянно происходит огромное количество изменений на генетическом уровне. Макинтош отмечает, что коронавирусы могут относительно легко рекомбинироваться внутри одной и той же клетки. По мнению ученого, подобные мутации, возможно, привели к возникновению вирусов SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2, вызвавших вспышку атипичной пневмонии и пандемию COVID-19.
Российским ученым удалось выделить последовательность нуклеиновых кислот в геноме вируса и описать его генотип. Это должно помочь в создании вакцины против COVID-19 и изучить эволюцию вызывающего заболевание коронавируса
Полученная российскими учеными информация направлена в базу данных ВОЗ для того, чтобы к ней получили доступ прочие исследовательские группы.
В распоряжении России уже был геном коронавируса, который передал Китай еще в январе. Тогда, не имея живого штамма нового вируса, ученые уже приступили к разработке вакцины против него.
Разработку вакцины против COVID-19 ведут несколько исследовательских групп. Помимо российских ученых, этой работой занимаются ученые в Китае, США и Италии. Накануне о начале первых клинических испытаний вакцины сообщила Всемирная организация здравоохранения. Это произошло всего два месяца спустя после того, как ученым удалось исследовать генетическую последовательность вируса.
В кризис так нельзя: пять способов пустить продажи под откос
Зарубежные компании отказываются выполнять обязательства. Что делать
По каким отраслям экономики России кризис ударит сильнее всего
Удешевление и путь на Восток: как санкции изменят пищевую промышленность
ТАСС, 28 декабря. Ученые выяснили, что мутации в геноме коронавируса нового типа почти всегда возникают не из-за случайных ошибок во время его копирования, как у многих других вирусов, а в результате повреждения или неправильного редактирования уже готовой копии РНК вируса. Статью с выводами ученых опубликовала электронная научная библиотека bioRxiv.
На данный момент известно, что SARS-CoV-2 накапливает мутации примерно с той же скоростью, что и возбудитель гриппа. Однако то, как они возникают и к чему приводит их накопление в геноме вируса, остается предметом дискуссий.
В ходе нового исследования молекулярные биологи под руководством профессора Института Сенгера (Великобритания) Доминика Квятковского детально изучили процесс накопления мутаций в геноме коронавируса. Они расшифровали структуру РНК нескольких тысяч индивидуальных частиц SARS-CoV-2 и сравнили ее между собой. Ученые проследили, как меняется коронавирус при передаче от человека к человеку, а также выяснили, меняется ли он во время развития инфекции в организме одного индивида.
Анализ показал, что как при "внутреннем", так и "внешнем" распространении вирус меняется схожим образом. Он мутирует примерно с одной и той же скоростью, заполучая в среднем чуть меньше одной мутации на каждую копию вируса. Это говорит о том, что накопление мутаций во время его пребывания в организме одного и того же больного играет важную роль в эволюции вируса и характере действия естественного отбора на него.
При этом ученые обнаружили, что мутации появлялись в геноме коронавируса далеко не в случайное время и не случайным образом, а во время конкретной фазы его жизненного цикла, которая связана с формированием так называемой "плюсовой" формы РНК.
Все существующие РНК-вирусы с одноцепочечным геномом можно разделить на две группы. У представителей первой форма РНК "плюсовая", а у других – ее зеркальное отражение, "минусовая" РНК. Она служит шаблоном для сборки новых копий "плюсовой" РНК и сама по себе не может заставить клетку работать на пользу вируса.
При этом вирусы с плюсовой формой РНК могут заставлять клетку производить свои ферменты сразу после проникновения внутрь нее. Однако для формирования новых копий самих себя им нужна и "отрицательная" форма РНК, за производство которой отвечают вирусные белки из числа РНК-полимераз. При чтении "минусовых" РНК и копировании генома вирусов эти ферменты достаточно часто ошибаются, в результате чего появляется большое количество мутаций.
Квятковский и его коллеги обнаружили, что для SARS-CoV-2 по неясным причинам это нехарактерно. Большая часть мутаций в его геноме возникает уже после формирования новой цепочки "плюсовой" РНК. В пользу этого говорит то, что в геноме возбудителя COVID-19 преобладают два типа мутаций, которые могут появляться только в подобной форме РНК.
Эти ошибки, как предполагают ученые, могут появляться или во время редактирования готовых копий генома SARS-CoV-2, или же в результате химических реакций между ними и какими-то агрессивными молекулами или защитными системами клетки уже после окончательной сборки новых цепочек РНК. Дальнейшее изучение этого процесса, как надеются ученые, поможет им узнать механизм появления мутаций и предсказать, какой будет эволюция коронавируса.
Следует добавить, что статью ученых не рецензировали независимые эксперты и не проверяли редакторы научных журналов, как это обычно бывает в подобных случаях. Поэтому к выводам из нее и аналогичных статей нужно относиться осторожно.
Доктор Соренсен – вирусолог, возглавляющий фармацевтическую компанию Immunor, которая разработала кандидатную вакцину от коронавируса под названием Biovacc-19.
Они сказали, что пытались опубликовать свои выводы, но были отвергнуты крупными научными журналами, которые в то время были уверены, что вирус естественным образом перешел от летучих мышей или других животных к людям.
Более чем через год, пишет Daily Mail, ведущие ученые, политики и средства массовой информации, наконец, изменили точку зрения и начали рассматривать возможность утечки COVID-19 из Уханьского института вирусологии в Китае - лаборатории, эксперименты в которой включали манипулирование вирусами с целью изучения их потенциальное воздействие на человека.
Представители здравоохранения США также подверглись критике за финансирование спорных и рискованных экспериментов исследователей в лаборатории в Ухане.
Покопавшись в архивах журналов и баз данных, Далглиш и Соренсен выяснили, как китайские ученые, некоторые из которых работают совместно с американскими университетами, якобы создали инструменты для создания коронавируса.
Усиление функциональности, пишет Daily Mail, включает в себя настройку естественных вирусов, чтобы сделать их более заразными, чтобы они могли реплицироваться в клетках человека в лаборатории, что позволяет изучить и лучше понять потенциальное воздействие вируса на людей.
Одним из характерных признаков предполагаемых манипуляций, выдвинутых на первый план двумя учеными, был ряд из четырех аминокислот, которые они нашли в шипе SARS-Cov-2.
Во время слушаний в американском Сенате в среду главный медицинский советник Белого дома доктор Энтони Фаучи признал, что не был уверен, что американское финансирование исследователей в лаборатории в Ухане не было потрачено на спорные и рискованные эксперименты по усилению функции.
Взрывоопасные утверждения Далглиша и Соренсена вызвали разногласия с тех пор, как они впервые выдвинули свою гипотезу прошлым летом, и научное сообщество по-прежнему разделяет мнения о вероятном происхождении вируса.
Но начали появляться и несогласные голоса, указывающие на доказательства того, что COVID-19 на самом деле произошел из лаборатории Ухани, указывает Daily Mail.
Китай установил первую из запланированных пяти-семи биолабораторий, спроектированных для обеспечения максимальной безопасности, в Ухане в 2017 году с целью изучения патогенов самого высокого риска, включая вирусы Эбола и атипичную пневмонию.
По данным Washington Post, официальные лица Госдепартамента США посещали институт вирусологии в Ухане в 2018 году и отправили два официальных предупреждения обратно в округ Колумбия, уведомив правительство о плохой безопасности там.
Уханьская национальная лаборатория биобезопасности, расположенная в Уханьском институте вирусологии, была первой китайской лабораторией, получившей 4-й уровень биобезопасности - наиболее безопасную классификацию.
Но Соренсен утверждает, что, по его мнению, вирус ускользнул из более безопасных зон института, где, по его мнению, проводилось исследование усиления функции.
Заявления Далглиша и Соренсена о взрывоопасности вызывали большие споры с тех пор, как прошлым летом они впервые выдвинули свою гипотезу о созданном человеком вирусе.
В своей новой статье Далглиш и Соренсен раскритиковали выводы Кристиана Андерсена и его коллег, заявив, что некоторые исследования, которые оппоненты ученых использовали для подтверждения своих утверждений, на самом деле противоречат их собственным аргументам.
За неделю до публикации статьи в Nature китайская ученая Ши Чжэнли, возглавлявшая группу по исследованию коронавируса летучих мышей в институте Ухань, рассказала Scientific American, что она проверила записи на предмет неправильного обращения с экспериментальными материалами, и сказала, что среди них нет ни одного из вирусов, собранных ее командой в пещерах у летучих мышей.
Отвечая на вопрос на слушаниях в Конгрессе на прошедшей неделе, главный медицинский советник Белого дома доктор Энтони Фаучи отрицал, что какое-либо финансирование США шло на исследование улучшения функции в Уханьском институте вирусологии.
Фаучи сообщил законодателям, что Национальный институт здравоохранения выделили 600000 долларов китайской лаборатории через некоммерческий альянс EcoHealth Alliance, чтобы изучить, могут ли коронавирусы летучих мышей передаваться людям.
Читайте также: