Jedna drobna zmiana w genie może kryć sekret, dlaczego wirusy nietoperzy atakują ludzi

Zastanawialiście się kiedyś, dlaczego niektóre wirusy spokojnie żyją sobie w zwierzętach, podczas gdy inne w jakiś sposób przeskakują na nas? Pomyślcie tylko — w nietoperzach krąży mnóstwo koronawirusów, ale tylko kilka z nich kiedykolwiek przedostało się do ludzi. Co więc robi różnicę?

Według fascynujących najnowszych badań, ta różnica może sięgać czegoś nieprawdopodobnie małego: jednej pojedynczej aminokwasu.

Związek z COVID-19

Wszyscy już wiemy, że COVID-19 najprawdopodobniej wywodzi się ze źródła zwierzęcego — prawdopodobnie nietoperzy. Wirus wywołujący COVID-19, czyli SARS-CoV-2, jest genetycznie bardzo podobny do koronawirusa zwanego RaTG13, który występuje u niektórych populacji nietoperzy. Oba wirusy dzielą około 96% materiału genetycznego.

Ale jest pewne „ale" — RaTG13 nie wydaje się infekować ludzi. Co więc sprawia, że SARS-CoV-2 jest taki inny?

Naukowcy z kilku prestiżowych instytucji postanowili to sprawdzić. W ich zespole znaleźli się badacze z UCSF, Mount Sinai, Institut Pasteur oraz Fred Hutchinson Cancer Center. Razem właśnie opublikowali wyniki, które szczerze mówiąc — robią ogromne wrażenie.

Jeden aminokwas. I tyle.

Badacze porównali, jak SARS-CoV-2 i RaTG13 wchodzą w interakcje z układami odpornościowymi — zarówno ludzkimi, jak i nietoperzymi. Żeby zrobić to porządnie, stworzyli od podstaw pierwszą linię komórkową wyhodowaną w laboratorium z komórek płucnych nietoperza podkowy wielkiego. (Jak to nie jest fascynujące?)

To, co odkryli, to białko o nazwie OrfB9, które wydawało się szczególnie ważne. Wersja tego białka w SARS-CoV-2 i wersja w RaTG13 są niemal identyczne — różnią się zaledwie jednym jedynym aminokwasem spośród około stu.

Jedna. Malutka. Zmiana.

Ale ta drobna zmiana całkowicie zmieniła zachowanie tych wirusów.

Inne reguły dla różnych gatunków

Tu robi się naprawdę ciekawie. Kiedy naukowcy przyjrzeli się ludzkim komórkom płucnym:

• Wersja OrfB9 z SARS-CoV-2 wyłączała ważny system alarmowy odpornościowy
• To pozwalało wirusowi łatwiej się rozmnażać

Natomiast w komórkach płucnych nietoperzy:

• Wersja OrfB9 z RaTG13 aktywowała białko odpornościowe
• To pomagało utrzymywać wirus w ryzach

To samo białko, niemal identyczne — ale przez jedną minimalną różnicę w aminokwasie, jedna wersja pomaga wirusowi rozprzestrzeniać się u ludzi, podczas gdy druga trzyma go w szachu u nietoperzy.

Dlaczego to jest ważne dla przyszłych epidemii

Główny badacz, dr Nevan Krogan z UCSF, powiedział to tak: „Różnica między wirusem, który pozostaje w nietoperzach, a takim, który przenosi się na ludzi i powoduje katastrofalną chorobę, może wynikać z zadziwiająco małych zmian genetycznych."

To jest jednocześnie fascynujące i nieco przerażające, prawda?

Ale jest też druga strona tej medalu: rozumiejąc te molekularne sygnatury — te konkretne interakcje białek — naukowcy mogą w przyszłości być w stanie identyfikować wirusy o potencjale pandemicznym zanim w ogóle przeskoczą na ludzi. Wyobraźcie to sobie jako system wczesnego ostrzegania.

Nie jesteśmy jeszcze na tym etapie, ale te badania dają nam mapę tego, co powinniśmy obserwować. Im lepiej rozumiemy te drobne różnice genetyczne, tym lepiej przygotowani będziemy na wykrycie kolejnego potencjalnego ogniska, zanim zmieni się w kolejny globalny kryzys.

A w międzyczasie może trochę bardziej wybaczmy nietoperzom. One po prostu żyją swoim nietoperzym życiem — to czasem te maleńkie mutacje sprawiają kłopoty.