Ученые могут создавать новые вирусы, в том числе потенциально опасные для человека, более того, они уже экспериментировали с коронавирусом и создавали новые штаммы.
Не значит ли это, что штамм, вызвавший нынешнюю пандемию, тоже был изготовлен искусственно?
Мог ли SARS-CoV-2 просто «сбежать» из лаборатории? Известно, что такой «побег» привел к небольшой вспышке SARS в 2003 году, уже после завершения «основной» эпидемии. Чтобы ответить на этот вопрос, необходимо разобраться в деталях технологии и понять, как именно делают модифицированные вирусы.
Основной метод — это сборка одного вируса из частей нескольких других. Этим способом как раз воспользовалась группа Ральфа Барика (Ralph Baric) и Ши Чжэнли (ZhengLi-Li Shi), создавшая вирус-химеру из «деталек» вирусов SARS-CoV и SL-SHC01.
Если секвенировать геном такого вируса, то можно увидеть блоки, из которых он был построен, — они будут похожи на участки исходных вирусов.
Второй вариант — воспроизводить эволюцию в пробирке. Этим путем шли исследователи птичьего гриппа, отбиравшие вирусы, более приспособленные к размножению в хорьках. Несмотря на то, что такой вариант получения новых вирусов возможен, конечный штамм останется близок к исходному.
Вызвавший сегодняшнюю пандемию штамм не подходит ни под один из перечисленных вариантов. Во-первых, геном SARS-CoV-2 не обладает такой блочной структурой: отличия от других известных штаммов рассыпаны по всему геному. Это один из признаков естественной эволюции.
Во-вторых, никаких вставок, похожих на другие патогенные вирусы, в этом геноме тоже не найдены.
Хотя в феврале был опубликован препринт, авторы которого якобы нашли в геноме вируса вставки ВИЧ, при ближайшем рассмотрении выяснилось, что анализ был проведен некорректно: эти участки настолько малы и не специфичны, что с тем же успехом могут принадлежать огромному числу организмов. Кроме того, эти участки можно найти и в геномах «диких» коронавирусов летучих мышей. В итоге препринт был отозван.
Если сравнить геном коронавируса-химеры, синтезированного в 2015 году, или двух исходных для него вирусов с геномом пандемического штамма SARS-CoV-2, то окажется, что они отличаются больше, чем на пять тысяч букв-нуклеотидов, — это примерно одна шестая от общей длины генома вируса, и это очень большое расхождение.
Поэтому оснований считать, что современный SARS-CoV-2 — это версия синтетического вируса 2015 года, нет.
Построчное сравнение участка последовательности S-белка четырех вирусов: двух штаммов из работы 2015 года (MA15 и SHC014-CoV), RaTG13 из летучих мышей и SARS-CoV-2.
Дикие родственники
Сравнение геномов коронавирусов показало, что самый близкий известный родственник SARS-CoV-2 — это коронавирус RaTG13, найденный у летучей мыши — подковоноса Rhinolophus affinis из провинции Юннань в 2013 году. У них совпадают 96 процентов генома.
Это больше чем у остальных, но, тем не менее, нельзя назвать RaTG13 очень близким родственником SARS-CoV-2 и утверждать, что один штамм превратили в другой в лаборатории.
Если сравнить SARS-CoV, вызвавший эпидемию 2003 года, и его непосредственного предка, — вирус из циветы, то окажется, что их геномы отличаются всего на 202 нуклеотида (0,02 процента). Разница между «диким» и полученным в лаборатории штаммом вируса гриппа меньше десятка мутаций.
На этом фоне дистанция между SARS-CoV-2 и RaTG13 огромная — более 1100 рассыпанных по всему геному мутаций (3,8 процента).
Можно предположить что вирус очень долго эволюционировал внутри лаборатории и приобрел столько мутаций за много лет. В этом случае действительно будет невозможно отличить лабораторный вирус от дикого, поскольку они развивались по одним и тем же законам. Но вероятность появления такого вируса крайне мала.
При хранении вирусы стараются держать в покое — именно для того, чтобы они сохранялись в первозданном виде, а результаты экспериментов над ними фиксируются в регулярно появляющихся публикациях Уханьской лаборатории Ши Чжэнли.
Гораздо больше шансов найти прямого предка этого вируса не в лаборатории, а среди коронавирусов летучих мышей и потенциальных промежуточных хозяев. Как уже упоминалось, в районе Уханя уже обнаруживались циветы — носители потенциально опасных вирусов, есть и другие возможные переносчики. Их вирусы разнообразны, но скудно представлены в базах данных.
Узнав о них больше, мы, скорее всего, сможем лучше понять, как вирус попал к нам. Судя по генеалогическому дереву геномов, все известные SARS-CoV-2 — это потомки одного вируса, жившего примерно в ноябре 2019 года. Но где именно жили его близкие предки до первых случаев COVID-19, мы не знаем.
Два особых участка
Несмотря на то, что отличия от других известных коронавирусов рассыпаны по всему геному SARS-CoV-2, исследователи пришли к выводу, что ключевые для заражения человека мутации сконцентрированы в двух участках гена, кодирующего S-белок. Эти два участка тоже имеют природное происхождение.
Первый из них отвечает за правильное связывание с рецептором ACE2. Из шести ключевых аминокислот на этом участке у родственных вирусных штаммов совпадает не больше половины, а у самого близкого родственника RaTG13 — только одна. Патогенность для человека штамма с таким сочетанием описана впервые, а идентичное сочетание нашлось пока только в последовательности коронавируса панголина.
Сравнение аминокислот на участке S-белка, отвечающего за взаимодействие с рецептором ACE2 у коронавирусов (штаммов эпидемий 2003 и 2019 года, вирусов из летучих мышей и панголина). Рамками выделены ключевые позиции аминокислот, определяющие специфичность к разным хозяевам.
Из того, что эти ключевые аминокислоты одинаковы у вируса панголина и человека, нельзя сделать однозначный вывод о том, что этот участок имеет общее происхождение. Это может быть примером параллельной эволюции, когда вирусы или другие организмы независимо друг от друга приобретают сходные черты.
Самый известный пример такого процесса — когда бактерии независимо друг от друга получают устойчивость к одному и тому же антибиотику. Аналогично и вирус, приспосабливаясь к жизни в организмах с похожими рецепторами ACE2, может эволюционировать сходным образом.
Альтернативный сценарий для получения такой картины, наоборот, предполагает, что все шесть ключевых аминокислот присутствовали у общего предка вируса панголина, RaTG13 и SARS-CoV-2, но позже были заменены у RaTG13 на другие.
Помимо клеток человека, S-белок SARS-CoV-2, возможно, способен узнавать рецепторы ACE2 других животных, например хорьков, кошек или некоторых обезьян, из-за того что молекулы этих рецепторов идентичны или очень похожи на человеческие в местах их взаимодействия с вирусом. Это значит, что круг хозяев вируса не обязательно ограничен человеком и он мог долгое время «тренировать» взаимодействие с похожими рецепторами, живя в другом животном. (Это теоретическое предположение, основанное на расчетах, — никаких доказательств того, что вирус мог бы передаваться через домашних животных вроде кошек и собак, нет).
Вторая особенность S-белка SARS-CoV-2 (помимо тех шести аминокислот) — это способ его разрезания. Чтобы вирус попал в клетку, S-белок должен быть разрезан в определенном месте ферментами клетки. У всех остальных родственников, включая вирусы летучих мышей, панголинов и людей, место разреза представляет собой всего одну аминокислоту, тогда как у SARS-CoV-2 — сразу четыре.
A — сравнение аминокислот на участке S-белка, отвечающего за связывание с рецептором ACE2. На рисунке видны коронавирусов эпидемий 2003 и 2019 года, коронавирусов из летучих мышей и панголина.
Как эта добавка повлияла на его способность распространяться среди людей и других видов, пока не ясно. Известно, что аналогичное природное перерождение места разреза у птичьего гриппа существенно расширило круг его хозяев. Тем не менее, исследований, которые бы подтвердили, что это справедливо для SARS-CoV-2, пока нет.
Таким образом, оснований считать, что вирус SARS-CoV-2 имеет искусственное происхождение, нет. Нам неизвестны его достаточно близкие и при этом хорошо изученные родственники, которые могли бы послужить основой для синтеза, никаких вставок в его геном из ранее изученных патогенов ученые также не обнаружили. Вместе с тем его геном организован в манере, соответствующей нашим представлениям о естественной эволюции этих вирусов.
Можно придумать громоздкую систему условий, при которых этот вирус все-таки мог бы сбежать от ученых, но предпосылки для этого минимальны. В то же время шансы появления нового опасного штамма коронавируса из природных источников в научной литературе последнего десятилетия регулярно оценивались как очень высокие. И вызвавший пандемию SARS-CoV-2 в точности отвечает этим прогнозам.
Использованная литература
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/sars-cov-2-seqs/
https://echo.msk.ru/blog/nplus1/2614045-echo/
-
О Портале
Re: Коронавирус - случайность или...?
MarGree »
17.04.2020 11:14
Вслед за автором заглавной статьи я считаю, что коронавирус – не случайность, а закономерность. Но в отличие от его взгляда на проблему, я считаю, что эта эпидемия – отражение в социуме основных законов природы. И тут совершенно не имеет значения, что послужило причиной эпидемии и какого рода был «человеческий фактор»: халатность исследователей или политика власть придержащих.
В нижеследующем тексте я хочу обратить ваше внимания на следствия «пандемии» коронавируса, как его очевидных причин.
Тема моей версии - Коронавирус и «Легенда о Нараяме».
Вводная часть: о пенсионной реформе
По разным объективным причинам срок жизни людей растет – это хорошо. Специалисты геронтологи утверждают, что уже сегодня человек вполне способен прожить до возраста 120 лет. Разумеется, при соблюдений некоторых условий. Это – одна сторона медали.
Вторая сторона медали – человечество стареет. То есть - растет процент населения в «возрасте дожития». В данной ситуации никак не получится остаться при прежнем раскладе. Дореформенный пенсионный возраст рассчитывался для среднего срока жизни – 70-75 лет. Нынешний – 85-90 лет. При дальнейшем увеличении среднего срока жизни будет увеличиваться и возраст выхода на пенсию.
Так что, господа-товарищи – в увеличении пенсионного возраста нет никакой политики. Чистая экономика. Работоспособное население «кормит» все население планеты: себя, подрастающее поколение, поколение «возраста дожития», инвалидов и тунеядцев. Речь идет даже не о зарабатываемых деньгах, а конкретно о рабочей силе. То есть, о производстве.
Проблема как прокормить население планеты – из ряда «вечных проблем». Этот вопрос человечество решало во все времена доступными способами: сокращением поголовья новорожденных и стариков. Во все времена в низших слоях населения при бескормице новорожденных умерщвляли. В Спарте – слабых детей и калек сбрасывали со скалы. В Древней Японии стариков относили на гору Нараяму. В сравнении с этими примерами, скажу я вам, наш случай с увеличением пенсионного возраста – победа гуманизма.
Но население планеты будет всегда принимать повышение пенсионного возраста «в штыки». Это естественно – мало кто думает про интересы человечества. Население планеты практически всем составом предпочитает думать о собственных интересах. И это - нормально. В животном мире не получилось бы никакого эволюционного развития без безусловного действия закона самосохранения.
Следствия коронавируса
1. Более 70% заболевших переносят его бессимптомно, как и прочие ранее известные виды гриппа.
2. Наибольшее количество смертельных случаев приходится на старшее поколение.
3. При этом, погибают не все возрастные люди, а ослабленные хроническими и тяжелыми заболеваниями.
Но правильно было бы считать, что этот показатель вообще не касается возраста. Он – о состоянии здоровья людей в группе особого риска. Просто среди возрастных людей -ослабленных больше.
Что при таком раскладе получается?
Бывший главный санитарный врач России, а ныне депутат Г.Г. Онищенко в недавнем обширном интервью был возмущен тем, что эпидемия гриппа сезона 2019-2020 получила такой резонанс. Он считает, что статистика протекания нынешней гриппозной волны никак не выделяется на фоне традиционной. То есть, он считает, что карантин и самоизоляция – реакция чрезмерная. Один из самых информированных инфекционистов подозревает, что хайп, возникший вокруг коронавируса, имеет политические причины.
А в это время…
СМИ раздувают панику так, чтоб напугать наибольшее количество людей. То есть – вначале хайповали по поводу повышения пенсионного возраста. Теперь – по поводу коронавируса.
Что мы получили по факту?
К этим двум проблемам привлечено особое внимание. Люди начинают задумываться. И те из них, кто «нормальные», делают естественные выводы:
1. Политики – скоты.
2. Следующий грипп может быть еще опаснее.
3. Надеяться надо только на себя.
4. Значит, чтоб не оказаться беспомощными перед неожиданностями, надо содержать свою тушку в порядке. Методы, которые это в состоянии обеспечить – известны.
Я ни на что не намекаю. Но имеется такая оправданная опытом закономерность: если мы не в состоянии определит причину тому, что происходит, то самое естественное объяснение следует искать из анализа следствий.
И что следует из п.4?
Слабые и глупые особи сами себя ставят на «спартанскую скалу», с которой «слетят» при малейшем «дуновении» обстоятельств.
Умные – изменяют свои биометрические показатели.
При дальнейшем развитии этого направления возрастная шкала трансформируется в сторону увеличения населения в «среднем возрасте» за счет уменьшения населения в «возрасте дожития».
И это – прекрасно! Здесь даже неважно какие силы задействованы: природные или политические. Человечество должно быть здоровым и долгоживущим.
*Отношение к «Науке» этого поста я вижу в том, что как ни крути, а эволюционные законы не обойти толерантностью. Социальные реакции вызваны природной необходимостью и программируются природными законами.
