Самый маленький геном вируса

Мимивирусы

Научная классификация

Надцарство:	Вирусы (неклеточные)
Царство:	Вирусы
Группа:	dsDNA
Род:	Мимивирус
Вид:	Мимивирус
время

Латинское название Acanthamoeba polyphaga mimivirus

Мимивирус — род вирусов, включающий в себя единственный опознанный вид Acanthamoeba polyphaga mimivirus (APMV). В обиходе APMV обычно называют просто мимивирусом. Данный вирус отличается наибольшим диаметром капсида из всех известных вирусов, а также, по сравнению с другими вирусами, более объёмным (более 1,2 миллионов п.н.) и сложноструктурированным геномом. В свете нехватки точных данных о природе данного вируса, его открытие вызвало большой интерес в научных кругах. Было высказано предположение, что мимивирус представляет собой недостающее звено между вирусами и бактериями. Более радикальное мнение говорит о том, что мимивирус представляет собой принципиально новую форму жизни, не относящуюся к вирусам или бактериям.

Открытие

Существует гипотеза, что мимивирус может вызывать у людей некоторые формы пневмонии. До сих пор были найдены лишь косвенные свидетельства в пользу этой гипотезы в виде антител к вирусу, обнаруженных у пациентов страдающих пневмонией [2] [3] .

Классификация

Мимивирус не был до сих пор помещён Международным комитетом по таксономии вирусов в какое-либо семейство, но, на основании данных полученных при исследовании метагенома, предполагается существование дополнительных членов семейства Mimiviridae [4] . По классификации по Балтимору мимивирус был отнесён к группе I. По этой классификации мимивирус входит в группу вирусов, содержащих двуцепочечную ДНК и не имеющие РНК-стадии. В эту группу входят такие семейства вирусов как иридовирусы, поксвирусы, и другие. Все эти вирусы отличаются крупными размерами, схожими молекулярными характеристиками и сложными геномами [1] .

Ряд белков мимивируса, принимающих участие в репликации генома, оказались гомологичными белкам других крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов (поксвирусы, иридовирусы, фикоднавирусы), что говорит об их общем происхождении. Тем не менее большое количество мимивирусных белков не обнаруживают сходства ни с одним известным в настоящее время белком. Кроме того, геном мимивируса кодирует значительное количество белков, напоминающих эукариотические и бактериальные. По-видимому, эти гены были приобретены мимивирусом вторично и происходят из геномов хозяев вируса и их паразитов [5] .

Структура

Мимивирус, обладая капсидом диаметром 400 нм с многочисленными 100-нанометровыми белковыми нитями на нём, является крупнейшим известным на сегодняшний день вирусом. В научной литературе приведены размеры вириона от 400 нм до 800 нм, в зависимости от того, замеряется ли диаметр капсида или общая длина вируса в продольной оси. В электронном микроскопе можно наблюдать гексагональную форму капсида, что указывает на икосаэдральную симметрию белковых структур капсида. У мимивируса не наблюдается внешней оболочки, что указывает на то, что мимивирус покидает заражённую клетку не путём экзоцитоза [6] .

Мимивирус обладает многими особенностями строения, характерными и для других вирусов своей группы. Липидный слой, которым выстлана внутренняя поверхность капсида и который был найден у всех этих вирусов, по предположению М. Сьюзан-Монти (M. Suzan-Monti) с соавторами также присутствует и у мимивируса. Центральная часть вируса, содержащая в себе ДНК, выглядит под электронным микроскопом как тёмноокрашенная область.

Из очищенных вирионов были выделены несколько различных мРНК, кодирующих ДНК-полимеразу, белки капсиды и факторы транскрипции, близкие к TFII. Также были найдены мРНК, кодирующие аминоацил тРНК синтетазу, и 4 неидентифицированных молекулы мРНК, специфичных для мимивируса. Эти мРНК могут быть транслированы без экспрессии вирусных генов и, по всей видимости, необходимы мимивирусу для репликации. Другие ДНК-содержащие вирусы, такие как Цитомегаловирус (Cytomegalovirus) и Вирус простого герпеса (Herpes simplex virus type-1), также содержат мРНК (M. Suzan-Monti, 2006).

Геном

Геном мимивируса состоит из линейной молекулы ДНК, содержащей около 1 185 000 пар оснований [7] . Это крупнейший геном среди всех известных науке вирусов, он в два раза длиннее, чем следующий по размеру геном миовируса Bacillus phage G. Кроме того, мимивирус обладает бо́льшим объёмом генетической информации, чем как минимум 30 организмов, имеющих клеточное строение [8] .

Вдобавок к уникальному для вирусов размеру генома, мимивирус обладает примерно 911 генами, кодирующими белок, что гораздо больше 4 необходимых каждому вирусу генов [9] . Анализ генома показал наличие генов, не присутствующих ни у каких других вирусов, в частности, кодирующих аминоацил-тРНК синтазу и других, обнаруженных только у организмов с клеточным строением. Как и другие большие ДНК-содержащие вирусы, мимивирус содержит набор генов для кодирования ферментов углеводного, липидного и аминокислотного метаболизма, однако среди них есть и такие, которые не найдены у других вирусов (M. Suzan-Monti, 2006).

Примерно 10 % генома приходится на некодирующие участки ДНК.

Геном мимивируса и эволюция ДНК-содержащих вирусов

Ряд белков мимивируса, принимающих участие в репликации генома, оказались гомологичными белкам других крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов, что говорит об их общем происхождении. Тем не менее мимивирус оказался своего рода рекордсменом по количеству уникальных генов, не имеющих сходства ни с одним белком, известным в настоящее время, и поэтому некоторые ученые посчитали мимивирус генетическим реликтом, близким к общему предку крупных ДНК-содержащих вирусов. С изучением мимивируса связывали надежду получить информацию об этом общем предке.

Кроме того, геном мимивируса кодирует значительное количество белков, напоминающих эукариотические и бактериальные. По-видимому, эти гены были приобретены мимивирусом вторично и происходят из геномов хозяев вируса и их паразитов.

Еще одним интересным свойством генома мимивируса оказалось наличие большого количества гомологичных копий одних и тех же генов. По-видимому, некоторые гены предка мимивируса подверглись дупликации, а затем эволюционировали независимо друг от друга. Это наблюдение позволили некоторым ученым предположить, что экстраординарные размеры генома мимивируса объясняются не столько его близостью к гипотетическому предку, сколько особенностями занимаемой им экологической ниши, накладывающей меньшие ограничения на размеры генома. [10]

Репликация

Стадии репликации мимивируса всё ещё слабо изучены. Известно, что мимивирус присоединяется к рецепторам на поверхности клеток амёбы и попадает внутрь клетки. Внутри вирус распадается, а инфицированная клетка продолжает нормальную жизнедеятельность. Примерно через 4 часа внутри амёбы начинают появляться уплотнения, через 8 часов после инфицирования в клетке уже хорошо различимо множество вирионов мимивируса. Цитоплазма продолжает наполняться новыми вирионами и через 24 часа после инфекции клетка разрывается и высвобождает их [11] .

Мимивирус обладает многими свойствами, которые помещают его на границу живого и неживого. По своим размерам он превосходит некоторых бактерий, таких как Rickettsia conorii или Tropheryma whipplei, содержит геном, сопоставимый по размеру с геномом многих бактерий (в том числе вышеназванных), и имеет гены, не найденные у других вирусов, в том числе кодирующие ферменты синтеза нуклеотидов и аминокислот, которые отсутствуют даже у некоторых мелких бактерий-внутриклеточных паразитов. Это означает независимость мимивируса (в отличие от указанных бактерий) от генома клетки-хозяина, кодирующего основные метаболические пути. Однако мимивирус не имеет генов синтеза рибосомальных белков, из-за чего он испытывает необходимость в рибосомах хозяина. Сочетание этих свойств вызвало в научной среде споры, является ли мимивирус особой формой жизни, доменом, наряду с эукариотами, бактериями и археями [12] .

Тем не менее, мимивирус не обладает гомеостазом, не отвечает на раздражители, не растёт и не размножается самостоятельно (вместо этого синтезируется клеткой и самособирается в ней из отдельных компонентов), что типично для вирусов.

Гены, свойственные мимивирусу (в том числе кодирующие белки капсида), сохраняются во множестве вирусов, поражающих организмы всех трёх доменов. На основании этого факта делается предположение, что мимивирус связан с ДНК-содержащими вирусами, которые появились одновременно с наиболее древними организмами, имеющими клеточное строение, и занимают ключевое положение в происхождении жизни на Земле [13] .

См. также

Mycoplasma genitalium — одна из самых маленьких известных бактерий
Pelagibacter ubique — бактерия, обладающая одним из самых маленьких геномов
Nanoarchaeum equitans — самые маленькие из известных одиночные клетки, самый маленький геном среди бактерий
Parvovirus — семейство самых маленьких вирусов

Примечания

Литература

Ссылки

The Big Picture Book of Viruses — изображения мимивируса
[1] — вирус, паразитирующий на мимивирусах

Эта страница использует содержимое раздела Википедии на русском языке. Оригинальная статья находится по адресу: Мимивирус. Список первоначальных авторов статьи можно посмотреть в истории правок. Эта статья так же, как и статья, размещённая в Википедии, доступна на условиях CC-BY-SA .

Ученые открыли самые большие ранее неизвестные науке вирусы, названные пандоравирусами, которые могут стать 4-м доменом форм жизни.

Новый род вирусов Pandoravirus достигает в длину одного микрона, то есть тысячную часть миллиметра или одну миллионную часть метра. Это примерно одна сотая ширины человеческого волоса.

По сравнению с ними другие вирусы покажутся просто крошечными, достигая размеров от 50 до 100 нанометров (1 нанометр = одной миллиардной части метра). Род находится в таксономической иерархии между семейством и видом.

Кроме того, что эти вирусы просто огромны, их ДНК содержит гораздо больше генов, а именно 2500 по сравнению с 10 генами у большинства вирусов.

Самый большой вирус

Около 10 лет назад был обнаружен мимивирус (Mimivirus) - первый крупный вирус размером около 0,7 микрон.

Мегавирус чилийский (Megavirus chilensis)

Позже был открыт еще один гигант - мегавирус чилийский (Megavirus chilensis), который был в 10-20 раз крупнее других вирусов и содержал самый крупный геном.

Форма недавно открытых вирусов похожая на греческие кувшины, напомнила ученым о мифе ящика Пандоры, в честь которой и назвали пандоравирусы. Их можно разглядеть через обычный оптический микроскоп.

Жан-Мишель Клавери (Jean-Michel Claverie), микробиолог из Университета Экс-Марсель во Франции и его коллеги обнаружили гигантский вирус Pandoravirus salinus в устье реки Тункуен в Чили и Pandoravirus dulcis в пресноводном пруду возле Мельбурна в Австралии. Оба они являются паразитами амеб.

Пандоравирусы внутри амебы

Ученые выяснили, что 93 процента генов пандоравирусов не похожи ни на что другое. Другими словами они не относятся ни к одному известному семейству вирусов. Это может говорить о существовании четвертого домена форм жизни. На данный момент все формы жизни разделяются на три домена: бактерии, археи и эукариоты, к которым относятся и люди.

Вирусы человека

Вирусы являются крошечными агентами, которые вызывают инфекцию в организме. Вирусы отличаются от бактерий тем, что они не являются клеткой и не содержат клеточных частей.

Вирусы состоят их генетического материала, известного как ДНК или РНК, которые они используют для размножения. Чтобы вирус мог выжить, ему нужно захватить и прикрепиться к живой клетке. Там он начнет размножаться и вырабатывать еще больше вирусных частиц.

Прикрепляясь к клетке хозяина, вирусы могут убить или изменить функцию клетки. Так они вызывают заболевание. Большинство вирусов в тысячу раз меньше бактерий, и их можно увидеть только с помощью электронного микроскопа.

Некоторые вирусы передаются от человека к человеку воздушным путем, другие при обмене биологическими жидкостями.

Типы вирусов человека

Существует огромное множество вирусов, способных вызывать заболевания у людей. Одни из самых распространенных вирусов включат в себя вирусы гепатита, ВИЧ, вирусы гриппа, вирусы герпеса, ротавирусы, риновирусы, вирус папилломы человека и т.д.

Как выглядят вирусы человека? Британский художник Люк Джеррам (Luke Jerram) создает стеклянные скульптуры смертельных вирусов человека.

Открытие

Существует гипотеза, что мимивирус может вызывать у людей некоторые формы пневмонии. До сих пор были найдены лишь косвенные свидетельства в пользу этой гипотезы в виде антител к вирусу, обнаруженных у пациентов, страдающих пневмонией [6] [7] .

Классификация

Мимивирус не был до сих пор помещён Международным комитетом по таксономии вирусов в какое-либо семейство, но на основании данных, полученных при исследовании метагенома, предполагается существование дополнительных членов семейства Mimiviridae [8] . По классификации по Балтимору мимивирус был отнесён к группе I. По этой классификации мимивирус входит в группу вирусов, содержащих двуцепочечную ДНК и не имеющих РНК-стадии. В эту группу входят такие семейства вирусов, как иридовирусы, поксвирусы, и другие. Все эти вирусы отличаются крупными размерами, схожими молекулярными характеристиками и сложными геномами [5] .

Ряд белков мимивируса, принимающих участие в репликации генома, оказались гомологичными белкам других крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов (поксвирусы, иридовирусы, фикоднавирусы), что говорит об их общем происхождении. Тем не менее, большое количество мимивирусных белков не обнаруживают сходства ни с одним известным в настоящее время белком. Кроме того, геном мимивируса кодирует значительное количество белков, напоминающих эукариотические и бактериальные. По-видимому, эти гены были приобретены мимивирусом вторично и происходят из геномов хозяев вируса и их паразитов [9] .

В 2012 году группа П. Колсона предложила по результатам исследований геномов некоторых давно известных и недавно открытых крупных вирусов, сгруппировать их в отдельный порядок Megavirales [10] .

Структура

Мимивирус, обладая капсидом диаметром 400 нм с многочисленными 100-нанометровыми белковыми нитями на нём, является крупнейшим известным на сегодняшний день вирусом. В научной литературе приведены размеры вириона от 400 нм до 800 нм, в зависимости от того, замеряется ли диаметр капсида или общая длина вируса в продольной оси. В электронном микроскопе можно наблюдать гексагональную форму капсида, что указывает на икосаэдральную симметрию белковых структур капсида [11] . У мимивируса не наблюдается внешней оболочки, что указывает на то, что мимивирус покидает заражённую клетку не путём экзоцитоза [12] .

Научная группа открывшая мимивирус открыла также Sputnik virophage паразитирующий на нём, а также чуть более крупный вирус названный mamavirus [13] .

Из очищенных вирионов были выделены несколько различных мРНК, кодирующих ДНК-полимеразу, белки капсиды и факторы транскрипции, близкие к TFII. Также были найдены мРНК, кодирующие аминоацил тРНК синтетазу, и 4 неидентифицированных молекулы мРНК, специфичных для мимивируса [14] . Эти мРНК могут быть транслированы без экспрессии вирусных генов и, по всей видимости, необходимы мимивирусу для репликации. Другие ДНК-содержащие вирусы, такие как цитомегаловирус (Cytomegalovirus) и вирус простого герпеса (Herpes simplex virus type-1), также содержат мРНК [12] .

Геном

Геном мимивируса состоит из линейной молекулы ДНК, содержащей около 1 185 000 пар оснований [15] . Это крупнейший геном среди всех известных науке вирусов — он в два раза длиннее, чем следующий по размеру геном миовируса Bacillus phage G. Кроме того, мимивирус обладает бо́льшим объёмом генетической информации, чем как минимум 30 организмов, имеющих клеточное строение [16] .

Вдобавок к уникальному для вирусов размеру генома, мимивирус обладает примерно 911 генами, кодирующими белок, что гораздо больше 4 необходимых каждому вирусу генов [17] . Анализ генома показал наличие генов, не присутствующих ни у каких других вирусов, в частности, кодирующих аминоацил-тРНК синтазу и других, обнаруженных только у организмов с клеточным строением. Как и другие большие ДНК-содержащие вирусы, мимивирус содержит набор генов для кодирования ферментов углеводного, липидного и аминокислотного метаболизма, однако среди них есть и такие, которые не найдены у других вирусов [12] , как например набор генов для кодирования механизма гликолизации независимого от амёбы [18] .

Примерно 10 % генома приходится на интроны (некодирующие участки ДНК).

Геном мимивируса и эволюция ДНК-содержащих вирусов

Альтернативная гипотеза вирусного эукариогенеза, напротив, предполагает возникновение ядра эукариотических клеток из крупных ДНК-содержащих вирусов, подобных мимивирусам [19] .

Ряд белков мимивируса, принимающих участие в репликации генома, оказались гомологичными белкам других крупных ядерно-цитоплазматических ДНК-содержащих вирусов, что говорит об их общем происхождении. Тем не менее мимивирус оказался своего рода рекордсменом по количеству уникальных генов, не имеющих сходства ни с одним белком, известным в настоящее время, и поэтому некоторые учёные посчитали мимивирус генетическим реликтом, близким к общему предку крупных ДНК-содержащих вирусов. С изучением мимивируса связывали надежду получить информацию об этом общем предке.

Ещё одним интересным свойством генома мимивируса оказалось наличие большого количества гомологичных копий одних и тех же генов. По-видимому, некоторые гены предка мимивируса подверглись дупликации, а затем эволюционировали независимо друг от друга. Это наблюдение позволили некоторым учёным предположить, что экстраординарные размеры генома мимивируса объясняются не столько его близостью к гипотетическому предку, сколько особенностями занимаемой им экологической ниши, накладывающей меньшие ограничения на размеры генома. [9]

Репликация

Стадии репликации мимивируса всё ещё слабо изучены. Известно, что мимивирус присоединяется к рецепторам на поверхности клеток амёбы и попадает внутрь клетки. Внутри вирус распадается, а инфицированная клетка продолжает нормальную жизнедеятельность. Примерно через 4 часа внутри амёбы начинают появляться уплотнения, через 8 часов после инфицирования в клетке уже хорошо различимо множество вирионов мимивируса. Цитоплазма продолжает наполняться новыми вирионами, и через 24 часа после инфекции клетка разрывается и высвобождает их [12] .

Революция в эволюции

— Например, вирус Эбола и вирус Марбурга — на самом деле одна и та же геморрагическая лихорадка, — пояснил он. — Их возбудитель очень похож. И вдруг у Эболы смертность 86%, а у Марбурга — 35%. Понятно, что африканский континент отличается от Европы по экономическим факторам, но дело тут еще и в возможности заражать конкретные расы.

Геном вируса, который так поспешно опубликовали китайские ученые, по словам специалистов, не дает возможности быстро опознать внутри нуклеотидной последовательности вкрапления чужеродных компонентов.

Подозрения в нецелевом использовании генома отчасти подтверждаются и научной статьей 2015 года в журнале Nature. В ней обсуждается спроектированный коронавирус летучей мыши, который может инфицировать клетки человека. Материал был опубликован в Nature Medicine 19 ноября 2015 года. Причем в число 15 авторов вошли 13 американцев и двое китайских ученых из Уханьского института вирусологии, расположенного в городе, с которого и началось распространение по миру вируса 2019-nCoV.

— Если вирус вырвется, никто не сможет предсказать траекторию (распространения), — заявил тогда Саймон Уэйн-Хобсон, вирусолог из Института Пастера в Париже.

Вирусный конструктор

— Коронавирус вполне может быть избран в качестве объекта для создания идеальной конструкции для заражения, — объяснил российский специалист по генетике вирусов, также пожелавший остаться неизвестным. — Вирус респираторный, то есть эффективно распространяется (эффективнее только вирус кори). В его геноме большое количество генов, что удобно. Он очень неприятен особой комбинацией: патоген респираторный и бессимптомный на первых этапах. У него оттянутый инкубационный период. Это самая опасная комбинация, которая может быть.

Как объяснил специалист, коронавирус берет под контроль первые фазы инфекции. Он умеет подавлять иммунный ответ на первых стадиях. Когда количество копий переваливает за определенный уровень, иммунитет срабатывает, но уже в виде системного иммунного ответа. Этот ответ такой сильный, что приводит к поражению легких.

К моменту появления симптомов вирус находится уже почти во всех клетках организма. В итоге иммунная система дает столь сильный ответ, что в легких образуется отек, их жизненный объем сокращается до минимума, и заболевшие не могут дышать.

Однако пока четких указаний на то, что вирус был создан искусственно, нет ни у одного эксперта.

Природа знает как

— Действительно, судя по исследованиям, этот тип коронавируса эффективнее заражает именно жителей Китая. Однако вызывает большие сомнения то, что он создан искусственно. В природе и так слишком много естественных возбудителей этого заболевания, — считает специалист.

— Потенциально этническая избирательность для вирусов возможна и в природе, — объяснил он. — Например, если в процессе размножения вирус будет использовать клеточные структуры, которые есть только у представителей определенной расы. Так, было высказано предположение, что для входа в клетку вирус использует рецептор на ее поверхности и у людей монголоидной расы таких рецепторов в несколько раз больше, чем у представителей других народов. В таком случае шансов заразиться и более тяжело перенести болезнь у людей с такими особенностями гораздо больше.

Пока это можно считать вполне внятным объяснением, почему большинство заболевших — именно китайцы, заметил эксперт. Но, так или иначе, любая из теорий происхождения нового коронавируса вызывает у экспертов массу вопросов. Каждая из них требует подтверждений, и пока у ученых их нет.

Компания потребительской геномики 23andMe хочет проанализировать свою базу данных из миллионов клиентов, чтобы понять, почему одни люди страдают от коронавируса больше, чем другие.

Коронавирус SARS-COV-2, впервые всплывший на поверхность в прошлом году в Китае, это агрессор равных возможностей. Если вы человек, он хочет в вас проникнуть. Похоже, что вирус одинаково заражает людей вне зависимости от их возраста, расы и пола. Это логично, так как это совершенно новый болезнетворный микроорганизм, от которого ни у кого нет иммунитета.

Но вызываемая вирусом болезнь Covid-19 более непредсказуема в своих проявлениях. Очень немногие инфицированные люди реально заболевают. У заболевших очень разные симптомы. У кого-то высокая температура и кашель. У кого-то желудочные колики и диарея. Кто-то теряет аппетит. Кто-то перестает различать запахи. Кто-то способен преодолеть недуг, сидя дома, потребляя много жидкости и радуя себя сериалами. А кто-то попадает в реанимацию, где к нему подключают множество трубок, которые безуспешно качают воздух в его больные легкие. Пожилые люди с хроническими заболеваниями и мужчины составляют большинство летальных исходов. Но не всегда. В США большой процент госпитализированных с серьезными симптомами — это люди моложе 40 лет. Дети, особенно грудного возраста, тоже не защищены на сто процентов.

Дабы понять, чем вызваны такие различия, ученые изучают обрывочные эпидемиологические данные, поступающие из очагов заражения, таких как Китай, Италия и США. Они ищут особенности и закономерности в возрасте пациентов, их расе, поле, социально-экономическом положении, поведении и в доступности для них медицинских услуг. А сейчас они стали копать глубже, стараясь отыскать отгадки в нашей ДНК.

В понедельник компания 23andMe начала новое исследование, имеющее целью выявить генетические различия, которыми можно объяснить, почему у заболевших Covid-19 людей такая разная реакция на инфекцию. Эта фирма потребительской геномики присоединилась к целой серии новых научных проектов, ищущих ответ на один и тот же вопрос. Проведенные ранее исследования показывают, что некоторые варианты генов при заболевании определенными инфекционными болезнями подвергают людей повышенной опасности. Другие же обеспечивают им защиту, скажем мутация гена CCR5, делающая носителя невосприимчивым к ВИЧ. Пока еще рано говорить о том, насколько существенно ДНК защищает от Covid-19 или наоборот, делает человека уязвимым. Однако полученную информацию можно будет когда-нибудь использовать для выявления людей, в большей степени подверженных риску заражения, а также для целенаправленного поиска новых лекарств и методов лечения.

Если другие компании по изучению ДНК переоборудовали свои лаборатории и теперь проверяют людей на Covid, то 23andMe решила воспользоваться своим уникальным достоянием — базой данных на 10 с лишним миллионов клиентов, 80% которых дали согласие на использование в научно-исследовательских целях своей генетической информации и прочих данных, которые они сообщили сами. Компания несколько лет формировала эту базу данных, которая облегчает проведение массовых опросов среди потенциальных участников исследования. В результате каждый генетический профиль включает сотни фенотипических единиц информации, скажем, сколько сигарет клиент выкурил за свою жизнь, и был ли диабет у кого-нибудь из его родственников. Огромный объем данных, которыми располагает компания, позволил ей начать поиски лекарства и сделал ее мощным источником информации из области генетических исследований.

Последний опрос, опубликованный на клиентском портале 23andMe, включает вопросы о том, где живет человек, какие меры социального дистанцирования он соблюдает, проверялся ли он на коронавирус, контактировал ли с инфицированными, и ставили ли ему диагноз Covid-19. (В опросе могут участвовать только американские клиенты компании.) 23andMe надеется привлечь к исследованию сотни тысяч своих клиентов, включая тех, кому поставлен диагноз Covid-19, у кого тест дал отрицательный результат, у кого есть похожие на грипп симптомы, но кто проверку пока не проходил, а также членов семей инфицированных. Для людей с положительным результатом теста проведут дополнительный опрос о тяжести болезни, о проявлении симптомов и о том, были ли они госпитализированы. Об этом рассказал главный научный сотрудник компании Адам Отон (Adam Auton), который возглавляет новое исследование Covid-19. Всех участников будут каждый месяц приглашать на новый опрос с дополнительными вопросами, благодаря чему 23andMe сможет выявлять новые случаи заболевания среди респондентов.

Если компания соберет достаточно ответов у людей, заразившихся Covid-19, ее исследовательская команда проведет статистический анализ под названием полногеномный поиск ассоциаций (GWAS). Этот метод широко используется в генетических исследованиях. При проведении GWAS людей делят на разные группы, в нашем случае, скорее всего, на основании симптомов. После этого проводится сканирование данных их ДНК с тем, чтобы выяснить, проявляются ли определенные однобуквенные вариации в генетическом коде чаще среди людей с определенными симптомами. Если такое происходит достаточно часто, можно с определенной долей уверенности говорить о том, что такие вариации связаны с этими симптомами.

Еще одним потенциальным кандидатом является ген, предназначенный для рецептора ACE2. Он находится на поверхности легких и других клеток человека, и является тем молекулярным проходом, через который в организм проникает SARS-CoV-2. Небольшие изменения в этом гене могут привести к тому, что проникнуть через определенные рецепторы станет легче или труднее. Кроме того, свою роль могут сыграть и вариации на том участке генома, который включает или выключает рецептор ACE2. Если гены менее активны, клетки человека производят меньше рецепторов, и вирусу труднее за них ухватиться.

Все дело в том, что полногеномный поиск ассоциаций — это игра в числа. С его помощью лучше всего выявляются мутации, вновь и вновь возникающие во всей популяции, причем каждая из них оказывает лишь очень небольшое воздействие на подверженность человека болезни. А поскольку полногеномный поиск ассоциаций обычно проводится на основе ограниченного набора генетических данных, типа того, что собрала 23andMе (статическое представление о 600 000 локациях генома), эти общие варианты выявить проще, чем редкие.

Чтобы найти их, потребуется взять анализы крови у нестандартных пациентов и секвенировать их геномы целиком. Если расшифровать ДНК молодого взрослого человека, подключенного к искусственной вентиляции легких, не исключено, что удастся раскрыть уникальную генетическую предрасположенность к Covid-19. С другой стороны, ДНК пожилых людей, у которых обнаружен коронавирус и Covid-19, но нет симптомов, может содержать защитные мутации, предохраняющие от самых тяжелых форм болезни.

Возраст, прежние проблемы со здоровьем, раннее тестирование и качественный уход — все эти моменты будут иметь главное значение при определении того, кто выживет, а кто умрет от Covid-19. Но и ДНК тоже наверняка играет определенную роль, влияя на исход болезни. И здесь нам еще очень многое предстоит узнать и выяснить.

Материалы ИноСМИ содержат оценки исключительно зарубежных СМИ и не отражают позицию редакции ИноСМИ.

Читайте также: