В Азии 20 тысяч лет назад прошла эпидемия коронавируса
Научно-популярноеБиотехнологииЗдоровье
Исследователи
обнаружили доказательства того, что эпидемия коронавируса уже охватывала Восточную Азию около 20 тысяч лет назад и была достаточно разрушительной, чтобы оставить отпечаток в ДНК людей. Ученые говорят, что несколько десятков человеческих генов быстро эволюционировали, чтобы предотвратить заражение коронавирусом. По их словам, эти гены могут иметь решающее значение для хода нынешней пандемии.
Мутация в ДНКНовое исследование предполагает, что древний коронавирус поражал регион в течение многих лет. Ученые отмечают, что нынешняя пандемия Covid-19 будет иметь далеко идущие последствия, если в ближайшее время ее ход не поставят под контроль с помощью вакцинации.
«Это должно заставить нас волноваться», — сказал Дэвид Энард, биолог-эволюционист из Университета Аризоны. — «То, что происходит сейчас, может происходить из поколения в поколение».
До сих пор исследователи не могли глубоко заглянуть в историю этого семейства патогенов. За последние 20 лет три коронавируса адаптировались к заражению людей и вызывают тяжелые респираторные заболевания: это Covid-19, SARS и MERS. Исследования каждого из этих коронавирусов показывают, что они попали к нам от летучих мышей или других млекопитающих.
Четыре других коронавируса также могут инфицировать людей, но обычно вызывают только легкие простуды. Ученые не наблюдали напрямую, как эти гены становятся патогенами для человека, поэтому полагались на косвенные подсказки, чтобы оценить, когда произошел скачок заболеваемости. Коронавирусы приобретают новые мутации с регулярной скоростью, поэтому сравнение их генетической изменчивости позволяет определить, когда они отклонились от исходного вируса.
Самый последний из этих легких коронавирусов, названный HCoV-HKU1, преодолел межвидовой барьер в 1950-х годах. Самому старому из вирусов, HCoV-NL63, может быть около 820 лет.
Но до этого след коронавируса не прослеживался. Однако доктор Энард и его коллеги применили новый метод поиска и решили рассматривать не гены коронавирусов, а влияние их на ДНК человека.
На протяжении поколений вирусы вызывают серьезные изменения в геноме человека. Мутация, защищающая от вирусной инфекции, передается потомству. Например, она может позволить человеческому организму расщеплять белки вируса.
Но вирусы тоже могут эволюционировать. Их белки могут менять форму, чтобы преодолеть защиту организма. И эти изменения могут приводить к большему количеству мутаций в ДНК.
Когда случайная новая мутация обеспечивает устойчивость к вирусу, она может быстро распространяться от поколения к поколению. А другие версии этого гена, в свою очередь, становятся более редкими. Таким образом, если одна версия гена доминирует над всеми другими в больших группах людей, ученые понимают, что это, скорее всего, признак быстрой эволюции в прошлом.
В последние годы доктор Энард и его коллеги исследовали геном человека на предмет паттернов генетической изменчивости, чтобы восстановить историю множества вирусов. Теперь он и его коллеги сравнили ДНК тысяч людей из 26 различных популяций по всему миру, изучая комбинацию генов, которые, как известно, имеют решающее значение для коронавирусов, но не для других видов патогенов. В популяциях Восточной Азии ученые обнаружили, что 42 из этих генов имеют доминантную версию. Это серьезный сигнал о том, что люди в этом регионе адаптировались к древнему коронавирусу.
Затем ученые попытались оценить, как давно жители Восточной Азии адаптировались к коронавирусу. Они предположили, что, когда доминантная версия гена начинает передаваться из поколения в поколение, она может получить случайные мутации. Чем больше времени проходит, тем больше этих мутаций накапливается.
Доктор Энард и его коллеги обнаружили, что все 42 гена имеют примерно одинаковое количество мутаций. Это означало, что все они быстро развивались примерно в одно и то же время. По оценкам ученых, гены мутировали где-то между 20 000 и 25 000 лет назад.
Это удивительно, поскольку жители Восточной Азии в то время не жили плотными сообществами, а образовывали небольшие группы охотников-собирателей.
Аида Андерс, эволюционный генетик из Университетского колледжа Лондона, которая не принимала участия в новом исследовании, сказала, что считает эту работу убедительной. Тем не менее, она не думает, что пока возможно дать точную оценку того, как давно произошла древняя эпидемия.
По словам авторов работы, те, кто ищет лекарства для борьбы с новым коронавирусом, возможно, захотят изучить 42 гена, которые возникли в ответ на древнюю эпидемию. Доктор Андерс согласилась с этим, сказав, что гены, идентифицированные в новом исследовании, могут изучаться для разработки лекарств.
Ранее команда отдела электротехники и компьютерных наук Массачусетского технологического института и Института данных, систем и общества
представила подход на основе машинного обучения для выявления уже имеющихся на рынке лекарств, которые можно перепрофилировать для борьбы с Covid-19. Система учитывает изменения экспрессии генов в клетках легких, вызванные как заболеванием, так и старением.
Древовидный вид
