Ученые из университетов Аризоны и Аделаиды обнаружили, что эпидемия коронавируса взорвалась в регионе Восточной Азии более 20 000 лет назад. Следы вспышки очень хорошо видны в генетическом составе людей из этой области.

К теме В Японии обнаружили новую инфекционную болезнь – вирус Йезо

Как проводилось исследование

Исследователи проанализировали геномы более 2 500 современных людей из 26 популяций. Команда ученых использовала вычислительные методы, чтобы обнаружить генетические следы адаптации к коронавирусу, семейства вирусов, ответственного за три крупных вспышки за последние 20 лет, учитывая пандемию COVID-19.

За последние 20 лет произошло три вспышки эпидемических тяжелых коронавирусов:

  1. SARS-CoV, который привел к тяжелому острому респираторному синдрому (вспыхнул в Китае в 2002 году и унес жизни более 800 человек;
  2. MERS-CoV, который привел к вспышке ближневосточного респираторного синдрома, в результате которого погибло более 850 человек;
  3. SARS-CoV-2, который вызвал пандемию COVID-19, унесшую жизни более 4,8 миллиона человек по всему миру.

Но исследования эволюции генома человека показало, что за тысячи лет до этого взорвалась еще одна крупная эпидемия коронавирус.

Это похоже на поиск окаменелых следов динозавра вместо непосредственного поиска окаменелых костей. Мы не нашли древний вирус напрямую – вместо этого мы нашли следы естественного отбора, который он наложил на человеческие геномы во время давней эпидемии,
– сказал Дэвид Энард, профессор кафедры экологии и эволюционной биологии Университета Аризоны.

Современные человеческие геномы содержат информацию об эволюции, учитывая физиологические и иммунологические адаптации, которые позволили людям пережить различные угрозы, в частности вирусы.

Результаты показали, что предки жителей Восточной Азии пережили эпидемию заболевания, вызванного коронавирусом, подобным SARS-CoV-2. Речь идет о возгораниях в тех регионах, которые сейчас есть Китаем, Японией, Монголией, Северной Кореей, Южной Кореей и Тайванем.

Чтобы проникнуть в клетки, вирус должен прикрепляться и взаимодействовать со специфическими белками, что продуцируются клеткой-хозяином, известными как вирусные белки взаимного действия, или VIP. Исследователи обнаружили признаки адаптации в 42 различных генах человека, кодирующих VIP, предполагая, что предки современных жителей Восточной Азии впервые подверглись воздействию коронавирусов более чем 20 000 лет назад.

Результаты работы

Эти 42 VIP были в основном активными в легких. Они напрямую взаимодействуют с вирусом, лежащим в основе текущей пандемии.

В дополнение к VIP, которые расположены на поверхности клетки-хозяина и используются коронавирусами для проникновения в клетку, вирусы, оказавшись внутри, взаимодействуют со многими другими клеточными белками.

Мы обнаружили, что те человеческие гены, которые кодируют белки (которые либо предотвращают или помогают вирусу размножаться) около 25 000 лет назад понесли гораздо больший естественный отбор, чем вы обычно ожидаете,
– рассказал Енард.

Работа показывает, что в ходе эпидемии отбор способствовал определенным вариантам человеческих генов, участвующих во взаимодействиях вирус-клетка, которые могли привести к менее тяжелого заболевания. Изучение "следов", оставленных древними вирусами, может помочь исследователям лучше понять, как геномы разных человеческих популяций адаптировались к вирусам, что стало важными двигателями эволюции человека.

Другие независимые исследования показали, что мутации в генах VIP могут посредственно воспринимать коронавирус, а также тяжесть симптомов COVID-19. И несколько VIP-препаратов в настоящее время используются для лечения COVID-19 или проходят клинические испытания для дальнейшей разработки лекарств.

Предупрежден – значит вооружен. Как это исследование может уберечь от будущих пандемий

Авторы исследования говорят, что их исследование может помочь идентифицировать вирусы, которые могли вызвать эпидемии в далеком прошлом и могут сделать это в будущем. Подобные исследования помогают исследователям составить список потенциально опасных вирусов, чтобы заблаговременно разработать средства диагностики, вакцины и лекарства на случай их возвращения.