Вирус, вызвавший COVID-19, вероятно, имел общего предка с коронавирусами летучих мышей гораздо раньше, чем предполагали ученые. Но найти прямого предка SARS-CoV-2 очень маловероятно, говорят исследователи.
Полные геномы SARS-CoV-2 и нескольких близкородственных коронавирусов летучих мышей позволяют предположить, что они имели общего предка несколько десятилетий назад. Однако известно, что вирусы обмениваются друг с другом участками РНК, что называется рекомбинацией, поэтому каждый участок имеет свою собственную историю эволюции.
В последнем анализе, представленном 8 ноября на 7-м Всемирном конгрессе "Единое здоровье" в Сингапуре, ученые сравнили фрагменты геномов коронавирусов. Анализ показал, что некоторые участки коронавирусов летучих мышей и SARS-CoV-2 имели общего предка еще в 2016 году - всего за три года до появления вируса у людей в конце 2019 года. По словам исследователей, эта находка сокращает время между происхождением предка SARS-CoV-2 от летучих мышей и переходом вируса к людям. Однако это не объясняет, как ближайший предок SARS-CoV-2 совершил этот скачок, что является главной загадкой пандемии, в которой, по мнению многих ученых, вероятно, участвовало животное-посредник.
Исследование подчеркивает, как трудно будет найти прямого предка SARS-CoV-2 у летучих мышей, учитывая, как часто коронавирусы рекомбинируют и сколько времени прошло. Шансы найти прямого предка "практически равны нулю", - утверждает Эдвард Холмс, эволюционный вирусолог из Сиднейского университета в Австралии. "Этот поезд уже ушел".
Прямой предок SARS-CoV-2, вероятно, образовался из нескольких вирусов и с тех пор рекомбинировал и мутировал в организме летучих мышей, считает Джоэл Вертхайм, молекулярный эпидемиолог из Калифорнийского университета, который участвовал в проведении последнего анализа. По его словам, отбор проб на коронавирусы у летучих мышей может выявить фрагменты вирусов, более тесно связанные между собой, чем те, которые были обнаружены в известных на сегодняшний день коронавирусах, но, скорее всего, не позволит выявить одного прямого предка.
С начала пандемии многие исследователи, особенно в Юго-Восточной Азии, занимались секвенированием коронавирусов, обнаруженных у летучих мышей и других млекопитающих. Они также секвенировали коронавирусы в старых образцах тканей, хранившихся в морозильных камерах, в надежде найти истоки пандемического вируса. Но ученым так и не удалось найти вирус-предшественник SARS-CoV-2, что привело к предположениям, что пандемия была вызвана вирусом, который случайно вырвался из Уханьского института вирусологии, расположенного в городе, где началась пандемия. Эта лаборатория работала над родственными коронавирусами.
На сегодняшний день от летучих мышей и панголинов выделено более десятка вирусов, близкородственных SARS-CoV-2. Чтобы определить их родство с SARS-CoV-2, исследователи часто сравнивают их полные геномы, длина которых составляет около 30 000 нуклеотидов. Используя этот метод, они обнаружили, что ближайшими родственниками SARS-CoV-2 являются найденный в Лаосе вирус летучей мыши BANAL-52, геном которого на 96,8% идентичен геному SARS-CoV-2, и вирус RaTG13, найденный в Юньнане, Южный Китай, который идентичен на 96,1%1. Разница в 3-4% между их геномами и геномом SARS-CoV-2 позволяет предположить, что с момента появления общего предка у этих вирусов прошло около 40-70 лет эволюции.
Однако исследователи говорят, что сравнение последовательностей целых геномов игнорирует роль рекомбинации в эволюции вирусов. Некоторые фрагменты РНК могут сильно отличаться от SARS-CoV-2, что говорит об их более отдаленном родстве, в то время как другие фрагменты, которые гораздо более похожи, предполагают более близкое родство.
Чтобы учесть рекомбинацию, исследователи сравнили 18 вирусов летучих мышей и панголинов, близкородственных SARS-CoV-2, и разделили их на 27 сегментов. Каждый сегмент - длиной от нескольких сотен до нескольких тысяч нуклеотидных последовательностей - имеет свою эволюционную историю, объясняет Спирос Литрас, эволюционный вирусолог из Университета Глазго, Великобритания, который представил работу в Сингапуре. Для каждого сегмента исследователи использовали большую подгруппу из 167 родственных вирусов, чтобы оценить, насколько недавно SARS-CoV-2 имел общего предка с вирусом летучей мыши или животного. Работа была описана в сообщении на дискуссионном форуме virological.org в прошлом месяце, и соавторы планируют представить ее в журнал в начале следующего года.
Анализ показал, что некоторые сегменты имели общего предка с SARS-CoV-2 всего несколько лет назад. Большинство фрагментов имели общего предка примерно в 2007 году, но один небольшой фрагмент длиной около 250 нуклеотидов мог иметь общего предка в 2016 году, а другой фрагмент длиной 550 нуклеотидов - в 2015 году, то есть всего за 3-4 года до появления SARS-CoV-2 у людей. Самые молодые фрагменты были получены от летучих мышей, отобранных в Юньнане и Лаосе. Учитывая расстояния, на которые эти вирусы могут перемещаться со своими хозяевами летучими мышами, результаты анализа позволяют предположить, что южный Китай и юго-восточная Азия являются "горячими точками" для предков SARS-CoV-2, отмечает Литрас.
"Это умный подход", - подчеркивает Холмс. "Он дает чистейший показатель эволюционного времени". Однако он отмечает, что некоторые фрагменты были довольно короткими, что делает эти оценки менее надежными, поскольку для сравнения имеется лишь ограниченное число нуклеотидов РНК.
