Kategorie NaukaOdkryciaOdkrycia naukowe

Wirus SARS-CoV-2 może być chimerą dwóch wcześniej istniejących wirusów

W ciągu ostatnich kilku tygodni wiele nauczyliśmy się o COVID-19 i wirusie SARS-CoV-2, który go powoduje. Nasza wiedza wciąż jednak jest niepełna.


Początki SARS-CoV-2 i COVID-19

Choć liczba badań na temat nowego wirusa nieustannie rośnie, nadal istnieje wiele niewiadomych na temat jego pochodzenia. Od jakich gatunków zwierząt się wszystko zaczęło? Nietoperzy, łuskowców, czy czegoś innego? Gdzie narodził się wirus, w prowincji Hubei czy gdzieś indziej?

Pierwsze osoby hospitalizowane w związku z COVID-19, zostały przyjęte do szpitala w grudniu 2019 roku. 27 z 41 pacjentów przeszło przez rynek położony w samym sercu miasta Wuhan w prowincji Hubei. Pacjent zero nie miał jednak styczności z tym miejscem.

SARS-CoV-2

Sekwencjonowanie genomu

Szacunkowe dane molekularne oparte na sekwencjach genomowych SARS-CoV-2 wskazują, że wirus narodził się w listopadzie. To z kolei rodzi przypuszczenie, że COVID-19 silnie związany jest z dziką przyrodą.

Chińscy naukowcy zasekwencjonowali genom SARS-CoV-2, czyli cząsteczkę RNA, która zawiera około 30000 zasad dla 15 genów. Tam też znajduje się gen S, który koduje białko znajdujące się na powierzchni otoczki wirusa.

Analizy porównawcze wykazały, że SARS-CoV-2 należy do grupy betakoronawirusów i jest bardzo zbliżony do SARS-CoV, który był odpowiedzialny za epidemię ostrego zapalenia płuc na całym świecie w listopadzie 2002 roku.

SARS-CoV-2

Nietoperze

Wiadomo, że nietoperze z rodzaju Rhinolophus były źródłem wirusa, a mały mięsożerca, łaskun palmowy (Paguma larvata) mógł być pośrednim gospodarzem między nietoperzami a pierwszymi ludzkimi przypadkami.


Od tego czasu odkryto wiele betakoronawirusów, zarówno u nietoperzy, jak i ludzi. Na przykład RaTG13 został wyizolowany z nietoperzy Rhinolophus affinis w chińskiej prowincji Yunan. Jest bardzo podobny do SARS-CoV-2, bo genom jest w 96-procentach identyczny.

Wyniki sugerują, że nietoperze są wylęgarnią wirusów SARS-CoV i SARS-CoV-2. Są naturalnymi gospodarzami wirusów, a brak objawów tłumaczy się skutecznością ich układu odpornościowego, co pozwala im walczyć z nadmierną proliferacją.

Wirus SARS-CoV-2 może być chimerą dwóch wcześniej istniejących wirusów

Łuskowce

Na początku lutego w łuskowcach odkryto wirusa jeszcze bardziej podobnego do SARS-CoV-2. 99 procent zgodności genomowej sugeruje, że te zwierzęta są znacznie bardziej prawdopodobnymi kandydatami na źródło niż nietoperze.

Inne badanie genomu koronawirusa izolowanego z jawajskich łuskowców (Manis javanica) dało jedynie 90 procent zgodności z SARS-Cov-2. Oznaczałoby to, że łuskowce nie są odpowiedzialne za obecną epidemię COVID-19.

Jednak później okazało się, że koronawirus wyizolowany z łuskowców jest w 99-procentach podobny w określonym regionie białka S, co odpowiada 74 aminokwasom zaangażowanym w domenę wiążącą receptor ACE, który pozwala wirusowi wejść ludzkie komórki w celu zainfekowania.

Wirus SARS-CoV-2 może być chimerą dwóch wcześniej istniejących wirusów

Chimera SARS-Cov-2

Natomiast wirus RaTG13 izolowany z nietoperza R. affinis jest wysoce rozbieżny w tym konkretnym regionie (tylko 77 procent podobieństwa). Oznacza to, że koronawirus izolowany z łuskowców jest zdolny do wchodzenia do komórek ludzkich, a ten z nietoperzy nieszczególnie.

Porównania genomowe sugerują, że wirus SARS-Cov-2 jest wynikiem rekombinacji dwóch różnych wirusów, jednego zbliżonego do RaTG13, a drugiego bliższego wirusowi łuskowca. SARS-Cov-2 jest chimerą dwóch wcześniej istniejących wirusów.

Ten mechanizm rekombinacji został opisany już wcześniej i może prowadzić do powstania nowego wirusa potencjalnie zdolnego do zarażenia zupełnie innego gatunku. Aby nastąpiła rekombinacja, dwa rozbieżne wirusy musiały zarazić ten sam organizm jednocześnie.

Dwa pytania wciąż pozostają bez odpowiedzi – jakim organizmie nastąpiła rekombinacja i w jakich wydarzyło się to warunkach?