Вирус, который сломал планету. Почему SARS-CoV-2 такой особенный и что нам с ним делать

Хотя у недавно открытых гигантских вирусов он есть.

В книге я часто употребляю выражения вроде «вирусы увеличивают мутагенность» или «эволюция придумала хитрый ход». Но важно понимать: ни у вирусов, ни у эволюции, ни у природы нет сознательной воли развиваться в том или ином направлении. Просто некоторые случайно возникшие изменения закрепляются, так как способствуют лучшему выживанию и/или размножению. Череда таких циклов изменений и отбора под давлением среды и создает впечатление направленного процесса.

На самом деле, сравнивая SASR-CoV-2 с короной, авторы названия, скорее всего, имели в виду солнечную корону. Но вариант с морской миной по-прежнему представляется более удачным.

Хотя существует и форма, которая не закреплена в мембране.

В этом месте вдумчивый читатель может спросить: если ACE2 входит в систему, отвечающую за давление, что он делает во всех этих органах? Правильный ответ на это: мы точно не знаем. Биологические системы очень сложны, и нередко один и тот же игрок задействован в самых разных процессах, а сами эти процессы сложно влияют друг на друга. После эпидемии SARS предпринимались cлабые попытки разобраться, какие еще функции выполняет в организме ACE2 (E. Braun and D. Sauter, “Furin-mediated protein processing in infectious diseases and cancer,” Clin. Transl. Immunol., vol. 8, no. 8, Jan. 2019.), однако особого развития подобные работы не получили и ограничиваются в основном животными моделями.

Повторюсь: вирусы не обладают разумом и не сидят ночами, планируя, как бы поработить еще больше жертв. Этот механизм они получили в ходе случайных мутаций или рекомбинации (обмена кусками генетического материала) с другими вирусами. Просто так удобнее описывать происходящее.

По названию белка можно узнать, что он делает. Окончание -аза указывает на то, что белок обладает ферментативной активностью, то есть может катализировать какую-нибудь химическую реакцию. Первая часть названия отражает субстрат, реакцию с которым катализирует фермент, – в данном случае это протеины, то есть белки. По тому же принципу фермент, липаза катализирует расщепление жиров, а рибонуклеаза, или РНКаза, отвечает за расщепление рибонуклеиновых кислот. На самом деле это только одна из классификаций (есть еще, например, классификация по типу катализируемой реакции), но знать именно ее полезно, так как она позволяет, не залезая в «Википедию» или учебник биохимии, сразу понять, какую функцию выполняет тот или иной белок.

Столь существенная разница связана не с тем, что ДНК-полимеразы не допускают ошибок: допускают, но умеют самостоятельно исправлять их.

Хотя, разумеется, даже у самых коварных патогенов это получается не в 100 % случаев.

Если говорить о более строгом определении, эукариоты – это существа, большая часть ДНК которых спрятана в ядре – особом пространстве, отделенном от цитоплазмы мембраной. В противовес им у прокариот, к которым относятся бактерии и археи, такого выделенного пространства для хранения ДНК нет. Геном прокариот свободно «болтается» в цитоплазме либо может быть связан с какими-то структурами, но он в любом случае не отделен от цитоплазмы мембраной стенкой.

Впрочем, в подавляющем числе случаев эти патогены эффективно не распространялись среди людей, и болезни ограничивались очень небольшим количеством зараженных.

S. Duffy, “Why are RNA virus mutation rates so damn high?” PloS Biol., vol. 16, no. 8, p. e3000003, Aug. 2018.

C. A. Suttle, “Viruses in the sea,” Nature, vol. 437, no. 7057, pp. 356–361, Sep. 2005.

K. Wang et al., “SARS-CoV-2 invades host cells via a novel route: CD147-spike protein,” bioRxiv, p. 2020.03.14.988345, Jan. 2020.

X. Wang et al., “SARS-CoV-2 infects T lymphocytes through its spike protein-mediated membrane fusion,” Cell. Mol. Immunol., Apr. 2020.

H. Wang et al., “SARS coronavirus entry into host cells through a novel clathrin- and caveolae-independent endocytic pathway,” Cell Res., vol. 18, no. 2, pp. 290–301, Feb. 2008.

M. Hoffmann et al., “SARS-CoV-2 Cell Entry Depends on ACE2 and TMPRSS2 and Is Blocked by a Clinically Proven Protease Inhibitor,” Cell, vol. 181, no. 2, pp. 271–280.e8, Apr. 2020.

J. Shang et al., “Cell entry mechanisms of SARS-CoV-2,” Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 117, no. 21, pp. 11727–11734, May 2020.

E. Braun and D. Sauter, “Furin-mediated protein processing in infectious diseases and cancer,” Clin. Transl. Immunol., vol. 8, no. 8, Jan. 2019.

K. Kuba, Y. Imai, and J. M. Penninger, “Multiple Functions of Angiotensin-Converting Enzyme 2 and Its Relevance in Cardiovascular Diseases,” Circ. J., vol. 77, no. 2, pp. 301–308, 2013.

T. Ivanova et al., “Optimization of Substrate-Analogue Furin Inhibitors,” ChemMedChem, vol. 12, no. 23, pp. 1953–1968, Dec. 2017.

Y. M. Bar-On, A. Flamholz, R. Phillips, and R. Milo, “SARS-CoV-2 (COVID-19) by the numbers,” Elife, vol. 9, Apr. 2020.

K. B. Anand, S. Karade, S. Sen, and R. M. Gupta, “SARS-CoV-2: Camazotz’s Curse,” Med. J. Armed Forces India, vol. 76, no. 2, pp. 136–141, Apr. 2020.

D. E. Gordon et al., “A SARS-CoV-2 protein interaction map reveals targets for drug repurposing,” Nature, vol. 583, no. 7816, pp. 459–468, Jul. 2020.

Y. Zhang et al., “The ORF8 Protein of SARS-CoV-2 Mediates Immune Evasion through Potently Downregulating MHC–I,” bioRxiv, p. 2020.05.24.111823, Jan. 2020.

A. B. Gussow, N. Auslander, G. Faure, Y. I. Wolf, F. Zhang, and E. V. Koonin, “Genomic determinants of pathogenicity in SARS-CoV-2 and other human coronaviruses,” Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 117, no. 26, pp. 15193–15199, Jun. 2020.

M. J. Costello, R. M. May, and N. E. Stork, “Can We Name Earth’s Species Before They Go Extinct?” Science, vol. 339, no. 6118, pp. 413–416, Jan. 2013.

K. J. Locey and J. T. Lennon, “Scaling laws predict global microbial diversity,” Proc. Natl. Acad. Sci., vol. 113, no. 21, pp. 5970–5975, May 2016.

Y. Ikeda, “Feline Host Range of Canine parvovirus: Recent Emergence of New Antigenic Types in Cats,” Emerg. Infect. Dis., vol. 8, no. 4, pp. 341–346, Apr. 2002.

É. Leal et al., “Regional adaptations and parallel mutations in Feline panleukopenia virus strains from China revealed by nearly-full length genome analysis,” PLoS One, vol. 15, no. 1, p. e0227705, Jan. 2020.

K. E. Jones et al., “Global trends in emerging infectious diseases,” Nature, vol. 451, no. 7181, pp. 990–993, Feb. 2008.

K. E. Jones et al., “Global trends in emerging infectious diseases,” Nature, vol. 451, no. 7181, pp. 990–993, Feb. 2008.

W. Li, “Bats Are Natural Reservoirs of SARS-Like Coronaviruses,” Science (80-.)., vol. 310, no. 5748, pp. 676–679, Oct. 2005.

N. Wang et al., “Serological Evidence of Bat SARS-Related Coronavirus Infection in Humans, China,” Virol. Sin., vol. 33, no. 1, pp. 104–107, Feb. 2018.