Ученые обнаружили в SARS-CoV-2 часть человеческого белка
Москва. 4 июня. Kazakhstan Today - В геноме SARS-CoV-2 нашли фрагмент белка человека, передает Kazakhstan Today.
Биоинформатики из Кембриджа с помощью искусственного интеллекта разыскали в генетической последовательности SARS-CoV-2 вставку из восьми аминокислот, которая идентична такому же фрагменту в одном из человеческих белков, пишет портал "Известия".
В статье специалистов из Кембриджа утверждается, что в коронавирусе есть вставка, идентичная части человеческого белка. Это выяснилось, когда исследователи Nference с помощью искусственного интеллекта решили найти какие-то уникальные последовательности в белках SARS-CoV-2.
В результате такой фрагмент был найден, причем на том самом месте, где регулируется возможность входа коронавируса в человеческую клетку.
Сравнение инфицирующих человека штаммов атипичной пневмонии SARS-CoV-2 со штаммами атипичной пневмонии SARS-CoV, а также с кандидатами зоонозного происхождения (Pangolin-CoV и Bat-CoV RaTG13 - это подозреваемый штамм панголина и самый близкий по геному штамм коронавируса из летучей мыши) показывает, что SARS-CoV-2 приобрел уникальную последовательность маленькой вставки на участке S1/S2, фуриновая вставка, которая отвечает за вход в клетку", - говорится в статье.
Специалисты были поражены тем, что интересующий их пептид (RRARSVAS) из всех 20 350 белков человека присутствует исключительно в одном белке ENaC-a. Это наводит на мысль, что SARS-CoV-2, возможно, специально эволюционировал, чтобы имитировать субстрат протеазы человека.
Исследователи не зря обратили внимание именно на белок ENaC-a. Дело в том, что он участвует в регуляции водно-солевого баланса эпителиальных клеток, и нарушение его функции может вызывать отечность, что как раз и наблюдается в тканях при тяжелом течении COVID-19. Тут механизм ее возникновения объясняется довольно просто: вирус использует человеческую протеазу (фермент), чтобы проникнуть внутрь клетки, но при этом заодно мешает работать тому же самому человеческому белку, который тоже зависит от этой протеазы. Получается некий двойной удар по организму. В результате нарушается водно-солевой обмен в местах инфекции, что приводит к возникновению отеков", - рассказал профессор кафедры геномики и биоинформатики СФУ, профессор Гёттингенского университета (Германия) Константин Крутовский.
Отеки в легких и других органах давно замечены клиницистами при наблюдении за больными COVID-19.
Наиболее вероятным следствием этого (работы найденной вставки) будет низкая активность ENaC-a (белка клеточных мембран эпителиальных клеток человека) на поверхности дыхательных путей, что ведет к нарушению реабсорбции жидкости и является важной патологией легких у пациентов COVID-19 с острым респираторным дистресс-синдромом" - говорится в статье.
Откуда же такая нужная вставка могла появиться у SARS-CoV-2? Является ли она результатом эволюции или развития современных биотехнологий? По мнению специалиста по коронавирусам, заведующего лабораторией экологии микроорганизмов ДВФУ и лаборатории вирусологии ФНЦ Биоразнообразия ДВО РАН Михаила Щелканова, она является естественной для подобных патогенов.
Это нормальный процесс эволюции вируса и его подстройки под организм млекопитающих, которые являются его хозяевами. Я вижу в статье нормальную рабочую гипотезу, но она никак не подтверждает искусственное происхождение вируса. Иначе мы бы любую мутацию вируса, имеющую положительный селективный эффект и повышающую его экологическую пластичность, должны были бы объявить искусственной, - считает эксперт. - Все вирусы существуют в виде облака вариантов, из которого отбираются наиболее приспособленные к тем или иным условиям", - рассказал Щелканов.
По его мнению, этот фрагмент генома был получен коронавирусом случайно, в результате мутаций, но именно он дал ему возможность так широко распространиться в популяции людей, что даже вызвать пандемию.
Генетик Константин Крутовский выдвигает четыре гипотезы возникновения части человеческого белка в SARS-CoV-2.
Конечно, это может быть случайной мутацией-вставкой, но вероятность такого события ничтожна мала. Второй вариант - промежуточный хозяин коронавируса имеет вставку, идентичную человеческой, к которой адаптировался в процессе естественного отбора и мутирования. Но пока такой хозяин не найден. Третий - вирус уже давно существовал в популяции людей, либо его пассировали (выращивали в лабораторных условиях) на клетках человека. И четвертый - ее искусственно вставили", - считает эксперт.
Тем не менее размотать этот клубок можно, уверен руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков.
Для этого нужно взять самый близкородственный штамм - допустим, тот самый RaTG13 и проанализировать, какое количество нуклеотидных замен должно было произойти и какова их вероятность, насколько они не противоречат друг другу, чтобы эта вставка могла сформироваться. Это сделать трудно, так как RaTG13 не является предком, а только ближайшим родственником. Здесь сначала придется восстановить общего для этих вирусов предка, а потом уже проанализировать, за сколько шагов один штамм может перейти в другой. Если это невозможно и существуют какие-то запрещенные переходы, то это может служить косвенным доказательством искусственности коронавируса", - рассказал Павел Волчков.
По мнению заведующей кафедрой вирусологии биофака МГУ Ольги Карповой, что предсказано биоинформатиками, еще нужно доказать в так называемых мокрых экспериментах, так как очень многое из того, что было основано на вычислениях, в лабораторных условиях не работало или работало абсолютно по-другому.