Одна мутация может объяснить, как вирусы летучих мышей становятся угрозой для человека

Исследователи обнаружили, что одна крошечная генетическая мутация может превратить коронавирус летучих мышей из локальной инфекции в потенциальную угрозу для человека. Credit: Shutterstock

Большинство пандемий начинаются, когда вирус или другой патоген переходит от животных к человеку. Многие ученые считают, что именно так возник COVID-19. Вирус, вызвавший заболевание, SARS-CoV-2, тесно связан с коронавирусами, обнаруженными у летучих мышей.

Теперь группа исследователей из Института количественных биологических наук (QBI) Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF), Медицинской школы Икана на горе Синай, Института Пастера и Онкологического центра Фреда Хатчинсона выявила удивительно небольшое генетическое различие, которое может помочь объяснить, как некоторые животные вирусы адаптируются к человеку и вызывают тяжелые заболевания.

Их выводы, опубликованные в журнале Cell Host & Microbe, показывают, что изменение всего одной аминокислоты в белке коронавируса может изменить то, как вирус взаимодействует с иммунной системой как летучих мышей, так и человека, что приводит к совершенно разным реакциям на инфекцию.

Крошечное генетическое изменение, серьезные биологические последствия

Чтобы изучить этот процесс, исследователи сравнили SARS-CoV-2 с RaTG13 — близкородственным коронавирусом, который заражает летучих мышей, но не был известен способностью заражать человека.

Команда изучила, как каждый вирус взаимодействует с иммунными белками в клетках легких человека и летучей мыши. Работа стала возможной благодаря первой лабораторной клеточной линии легких, выращенной из большой подковоносой летучей мыши.

Один вирусный белок, известный как OrfB9, оказался особенно важным. Хотя версии OrfB9 у SARS-CoV-2 и RaTG13 почти идентичны, они различаются всего одной аминокислотой из примерно 100 аминокислот в белке.

Различные реакции в клетках человека и летучей мыши

Это крошечное различие привело к поразительно разным эффектам.

В клетках легких человека версия OrfB9 от SARS-CoV-2 отключала важную иммунную сигнализацию, позволяя вирусу размножаться более эффективно.

Однако в клетках легких летучей мыши версия RaTG13 активировала иммунный белок, который помогал держать вирус под контролем.

Результаты показывают, что даже чрезвычайно малые генетические изменения могут влиять на то, останется ли вирус в своем естественном животном хозяине или приобретет способность процветать в организме человека.

«Разница между вирусом, который остается у летучих мышей, и тем, который переходит к человеку и вызывает катастрофическое заболевание, может сводиться к удивительно небольшим генетическим изменениям, — сказал Неван Дж. Кроган, доктор философии, директор QBI и старший автор исследования. — Составляя карту этих взаимодействий на уровне белков — для двух вирусов и двух видов — мы можем считывать молекулярные сигнатуры, предсказывающие риск передачи. Это та система раннего предупреждения, в которой нуждается мир».

Понимание будущих рисков передачи

Исследование дает новое понимание молекулярных изменений, которые помогают вирусам животных адаптироваться к организму человека. Выявляя специфические белковые взаимодействия, связанные с межвидовыми переходами, ученые, возможно, смогут лучше распознавать вирусы с потенциалом к смене хозяина до того, как они вызовут будущие вспышки.