Открытие ⟩ Коронавирус свирепствовал 25 000 лет назад и оставил значительный след в ДНК человека

Фото: Shutterstock

Коронавирус мог распространяться в Восточной Азии более 20 000 лет назад, оставив следы в ДНК современных китайцев, японцев и вьетнамцев. Исследование, опубликованное в Current Biology, обнаружило доказательства генетической адаптации к семейству коронавирусов в 42 генах в современных популяциях в этих регионах.

Пандемии могут быть такими же старыми, как человечество

Пандемий было немало. Только в 20 веке три штамма вируса гриппа привели к крупномасштабным вспышкам, которые унесли жизни миллионов людей: с 1918 по 1920 год бушевал испанский грипп, с 1957 по 1958 год — азиатский грипп, а с 1968 по 1969 год разразилась пандемия гонконгского гриппа.

Исторические данные о вспышках заболеваний, вызванных вирусами и другими патогенами, насчитывают тысячи лет. Кажется правдоподобным, что они простираются еще дальше — до самой ранней истории человечества, передает Postimees со ссылкой на The Conversation.

Древние миграции, в результате которых наши предки распространились из Африки по всему миру, способствовали контактам с новыми патогенами. Как и многие другие экологические проблемы, воздействие этих древних вирусов могло вызвать изменения, которые помогли нашим предкам выжить. Эти корректировки могли включать физиологические или иммунологические изменения, которые повышали устойчивость к инфекциям или уменьшали влияние заболевания на здоровье.

Адаптация к заболеваниям может оставить генетические следы

За последние несколько десятилетий генетики разработали мощные статистические инструменты, чтобы выявить генетические следы исторических адаптаций, которые остаются в геномах людей, живущих сегодня. Эти инструменты позволили исследователям обнаружить гены, которые, среди прочего, указывают на адаптацию к жизни в высокогорье и потреблению молока во взрослом возрасте.

Исследовательская группа задалась вопросом, оставили ли исторические встречи с древними коронавирусами свой след на сегодняшнем человеческом населении. Помимо выявления исторических вспышек коронавируса, эта информация может дать новое представление о генетическом фоне коронавирусной инфекции и о том, как эти вирусы вызывают заболевания у людей сегодня.

Вирусы — это простые существа, у которых одна цель: создавать больше копий самих себя. Однако их простая биологическая структура означает, что они не могут размножаться самостоятельно.

Вместо этого они должны вторгаться в клетки других организмов и захватывать их молекулярные репродуктивные механизмы. Вирусные инвазии включают связывание и взаимодействие со специфическими белками, продуцируемыми клеткой-хозяином — они называются вирусными взаимодействующими белками (VIP).

Следы древнего коронавируса

Исследователи применили современный компьютерный анализ к более чем 2500 геномам человека из 26 популяций по всему миру. Признаки адаптации были обнаружены в 42 различных генах человека, кодирующих VIP.

Эти VIP-сигналы присутствовали только в пяти популяциях, все из Восточной Азии. Это говорит о том, что предки современных жителей Восточной соприкасались с коронавирусом около 25 000 лет назад.

Дальнейшее тестирование показало, что 42 изменения произошли в основном в легких — ткани, на которую больше всего влияют симптомы Covid-19. Также было подтверждено, что эти белки напрямую взаимодействуют с вирусом SARS-CoV-2, ответственным за нынешнюю пандемию.

Другие независимые исследования также показали, что мутации в генах VIP могут опосредовать восприимчивость к SARS-CoV-2 и тяжесть симптомов Covid-19. Кроме того, несколько генов VIP в настоящее время используются для лечения Covid-19 либо в качестве мишеней для лекарств, либо в рамках клинических испытаний.

Данные свидетельствуют о том, что большинство адаптивных мутаций в геноме человека являются регуляторными мутациями – гены в ходе развития могут нуждаться, так сказать, в переписывании в разное время и в разных местах или в ответ на внеклеточные стимулы.

Когда 900 поколений назад вирус начал заражать группы хозяев, был произведен первый крупномасштабный естественный отбор, и с большей вероятностью свои гены могли передать те, кто уже был лучше способен сосуществовать с вирусом.

Постепенно сам вирус изменился вместе с организмами носителей, чтобы c выживанием человека обеспечить собственную устойчивость.

Обнаружение генов, затронутых историческими вспышками вируса, может помочь со временем улучшить лечение.