: 19.11.2020
Вирусы, включая SARS-CoV-2, могут быстро «перестраиваться» на других хозяев благодаря перекрывающимся генам?
Недавно группа ученых из США, Германии и Тайваня обнаружили в геноме коронавируса SARS-CoV-2 так называемый перекрывающийся ген, который может быть ответственным за его межвидовое распространение
Пандемия COVID-19 заставила нас не только задаться злободневными вопросами о лечении и профилактики новой инфекции, но и повысила интерес к более фундаментальным проблемам. Например, каким образом вирусы, обычно поражающие только животных, становятся опасными для людей? Чтобы понять это, нужно знать, как устроены и функционируют вирусные геномы, в которых в виде нуклеиновых кислот (ДНК или РНК) хранится наследственная информация.
Как известно, нуклеиновые кислоты – это органические полимеры, состоящие из отдельных звеньев-мономеров. Такие звенья называются нуклеотидами, и их всего четыре вида: аденин (A), тимин (Т), гуанин (G) и цитозин (C) (в РНК вместо тимина используется урацил, U). Эти нуклеотиды и являются «буквами» генетического кода, и наследственную информацию можно упрощенно представить в виде текста, в котором последовательно расположены «слова» (гены) в виде определенного набора нуклеотидов.
Гены представляют собой «рецепты» производства различных белков, причем каждая аминокислота, входящая в их состав, кодируются тройкой нуклеотидов. Обычно гены отграничены друг от друга специальными нуклеотидными последовательностями, так что результате «прочитать» их можно лишь строго определенным образом. Так поддерживается принцип «один ген – один белок».
Но существует, преимущественно у вирусов, такое редкое явление, как перекрывающиеся гены (overlapping genes). В этом случае на одной и той же нуклеотидной последовательности закодировано сразу несколько генов – все зависит от того, с какого места начать их «читать» и на каком месте закончить.
Ученые предполагают, что наличие у вирусов подобных «генов в генах» обусловлено тем, что вирусный геном очень короткий. К примеру, тот же коронавирус SARS-CoV-2 имеет всего 15 генов, притом что он сам и его ближайшие «родственники», имеют один из наиболее длинных РНК-геномов. Кроме того, РНК-вирусы быстро мутируют, и в этом смысле им выгоднее иметь меньший геном, в котором будет и меньше мутаций.
Так или иначе, но у вирусов появилась своего рода система сжатия данных, в которой каждая «буква»-нуклеотид может вносить вклад в два-три разных гена. Соответственно, даже одна мутация может изменить сразу более одного белка. Знания о перекрывающихся генах открывают новые возможности для разработки противовирусных препаратов. Но вот проблема: перекрывающиеся гены трудно обнаружить, и большинство специализированных компьютерных программ не предназначены для их поиска.
Недавно исследовательская группа с помощью поискового алгоритма собственной разработки, нацеленного на выявление перекрывающихся генов, обнаружила такой ген у коронавируса SARS-CoV-2. Ген, названный ORF3d, не удалось обнаружить у других корононавирусов летучих мышей, зато он имеется у коронавируса панголинов, которых считают промежуточными хозяевами SARS-CoV-2 на пути к человеку. Вероятно, именно этот факт мог способствовать пересечению видового барьера и определить особенности распространения этого вируса.
Ученые, однако, подчеркивают, что биологическая роль ORF3d пока не очень понятна, хотя известно, что белок, который он кодирует, вызывает у больных COVID-19 гуморальный иммунный ответ с выработкой специфических антител. Здесь есть один нюанс: ранее этот ген SARS-CoV-2 был ошибочно классифицирован как давно известный ген ORF3b, поэтому только дальнейшие исследования ORF3d позволят более точно охарактеризовать его биологическую роль.
Фото: https://pixabay.com/ru
: 19.11.2020 
