Sledi za novim koronavirusom vodijo do netopirjev in luskavcev

Medtem ko so pretekle raziskave pokazale, da novi koronavirus SARS-CoV-2 izvira iz naravnih rezervoarjev, najverjetneje netopirjev ali luskavcev, znanstveniki še vedno raziskujejo, od kod točno se je vzel. Skupina ameriških raziskovalcev z univerz Duke, laboratorija Los Alamos, univerze v El Pasu in Univerze New York je podrobno raziskala genom virusa in ga primerjala z zbirko znanih genomov drugih virusov. Primerjali so več kot 6000 genomov SARS-CoV-2, izoliranega iz različnih bolnikov (tako veliko za analizo mutacij). Ugotavljajo, da virus večinoma izvira iz netopirjev, a je imel poljub sreče od luskavcev. Evolucija je iz kombinacije ustvarila SARS-CoV-2, ki povzroča covid-19. O tem pišejo v eni izmed vodilnih znanstvenih revij Science Advances.

Nekatere pretekle raziskave so kazale, da je virus najbolj podoben koronavirusom, ki jih najdemo v netopirjih, spet druge pa so kazale na večjo podobnost z luskavci. Sodi v skupino betakoronavirusov, kjer najdemo že kopico drugih virusov, ki napadajo zlasti netopirje, a tudi SARS in MERS, ki pretita ljudem. Virus je najbolj podoben (96,3 odstotka) CoV RaTG13, ki so ga izolirali iz netopirja v Yunnanu leta 2013. A ta virus je bistveno manj sposoben napasti celice z receptorjem za ACE2, kar počne SARS-CoV-2. Prav tako ima CoV RaTG13 drugačen ključni del za vezavo (receptor binding motif, RBM). Letos pa so podobna virusa (podobnost 91,2 in 85,4 odstotka) našli tudi v dveh luskavcih iz provinc Guangdong in Guangxi, ki pa imata skoraj enak RBM. Kaj zdaj to pomeni? Katera vrsta nam je pripeljala SARS-CoV-2? Izkaže se, da je odgovor obe.

V živem svetu nenehno poteka izmenjava genskega materiala, ker je to pač eden izmed boljših načinov (definitivno boljši od naključnih mutacij), kako se organizmi prilagajajo na okolje in si izboljšujejo možnosti za preživetje. Eden izmed načinov se imenuje rekombinacija, ki jo poznamo pri izmenjavi delov DNK. Novi koronavirus ima namesto DNK seveda RNK, a to ne pomeni, da si ne more genskega materiala sposoditi. Ko virus okuži celico, ta postane velika tovarna, v kateri se proizvajajo kopije virusa, kar vključuje njegov genski material. Encimi, ki kopirajo RNK, potujejo po molekuli in sproti kopirajo verigo - a lahko z nje tudi padejo. V takem primeru se kopiranje po navadi ustavi, ni pa to nujno. Če se encim pripne nazaj na molekulo, bo nadaljeval od tam, kamor se je pač ponovno pripel. To ni nujno ista molekula RNK. In če isto celico okužita dva različna (seva) virusa, lahko encim zgrabi drugačen RNK, če je ta dovolj podoben. Rezultat je mozaik. Molekula RNK ima del iz ene predloge in del iz druge predloge. Če se takšne napake kopičijo, dobimo lahko viruse s pomešanim genomom.

Da različni virusi okužijo isti organizem, s tem pa zagotovo tudi iste celice, ni nič nenavadnega. In to pojasnjuje, kako je lahko nastal SARS-CoV-2. Vse kaže, da gre za kombinacijo virusov iz netopirjev in luskavcev. Analiza genoma je pokazala, da dolgim zaporedjem, ki se ujemajo z virusom iz netopirjev, sledijo zaporedja, ki so sorodna tistim iz luskavcev. Točno tak rezultat pričakujemo, če je virus nastal z rekombinacijo v celici, ki sta jo okužila dva virusa. Del, ki pripada luskavcem, kodira za protein, prek katerega se virus pripenja na človeške celice (spike protein). Hkrati s takimi študijami ugotovimo tudi, kateri deli genoma so kritični za delovanje virusa - tam namreč prekinitve zapisa ne bodo obstajale, ker ne dajo funkcionalnega virusa. Iz več kot 6400 genomov virusa, ki so jih analizirali, jih je le osem imelo kakšno prekinitev v regiji, ki izvira iz luskavcev. To kaže, da je ta ključna za infektivnost.

SARS, MERS in novi SARS-2 so vsi posledica rekombinacije med različnimi koronavirusi. V vseh primerih je šlo za gen S, ki je očitno predpogoj, da se virus, ki napada živali (torej zoonoza), lahko učinkovito veže receptorje v človeških celicah. Negativna selekcija, ki agresivno odstranjuje nekoristne gene, je med virusi ljudi, netopirjev in luskavcev povzročila, da so ti podobni virusi preskočili z vrste in se prilagodili na nove gostitelje. Številni virusi netopirjev se lahko vežejo na receptorje ACE2, kar se na Kitajskem večkrat zgodi.

Kaj vse to pomeni? Rezultati so skladni s teorijo, da ima virus naravni izvor. Po drugi strani pa kažejo, da živimo v velikanskem biološkem eksperimentu, ki poteka okoli nas. Koronavirusov je ogromno in očitno si med seboj izmenjujejo genski material. Večinoma se dogaja med virusi, ki napadajo isto vrsto, a včasih se zgodi, da kakšen virus preskoči na drugi. Četudi tam morda ne povzroča problemov, lahko od tam preskoči na tretjo vrsto ali pa si s kakšnim drugim domačim virusom izmenja ključne dele genskega materiala. V različnih vrstah so namreč virusi izpostavljeni različnemu selekcijskemu pritisku, zato lahko razvijejo drugačne lastnosti. Rezultat rekombinacij je lahko - zelo močan. Predvsem pa to kaže, da vprašanje ni, ali bodo epidemije, temveč kdaj bodo.