Ученые доказали способность COVID-19 интегрироваться в ДНК человека

Группа американских ученых сумела доказать, что генетические фрагменты коронавируса могут интегрироваться в геном человека и долго оставаться там после победы над болезнью. Это может объяснить, почему у некоторых переболевших людей спустя несколько месяцев вновь оказываются положительные результаты теста.

SARS-CoV-2 (вирус, вызывающий COVID-19) имеет гены, состоящие из РНК. И, как показали исследователи, в определенных случаях ферменты в клетках человека могут копировать эти вирусные последовательности и вставлять их в человеческую ДНК. Версии последовательностей генов SARS-CoV-2 действительно находили в хромосомах клеток человека. РНК коронавируса SARS-CoV-2 проходит через обратную транскрипцию, встраивается в геном инфицированной клетки и экспрессируется в виде «химерных» транскриптов, сливающихся с вирусными с клеточными последовательностями.

Биолог стволовых клеток Рудольф Джениш и специалист по генной регуляции Ричард Янг из Массачусетского технологического института, возглавлявшие эту работу, еще в прошлом году попали под шквал критики за свои гипотезы. Исследователи не говорили, что выздоровевшие люди снова становятся заразными. Тем не менее, их обвиняли в разжигании «коронавирусной истерии». Это едва не стоило им карьеры, однако они продолжили исследования. «И теперь у нас есть недвусмысленные доказательства того, что последовательности коронавируса могут интегрироваться в геном», — цитирует Science слова Джениша. И это открытие может приблизить нас к пониманию природы вируса.

Возбудитель Covid-19 — не единственный вирус, который встраивается в геном человека: порядка восьми процентов нашей дезоксирибонуклеиновой кислоты состоит из остатков древних вирусов. Некоторые, называемые ретровирусами, реплицируются при помощи интеграции в ДНК. «SARS-CoV-2 не относится к ретровирусам, значит, ему не нужна обратная транскрипция для репликации, — рассказал первый автор исследования Лигуо Чжан из Института Уайтхеда. — Однако неретровирусные последовательности РНК-вируса были обнаружены в геномах многих видов позвоночных, включая человека».

Чтобы проверить гипотезу, ученые провели эксперимент в лаборатории: они заразили человеческие клетки коронавирусом, а через два дня секвенировали их ДНК, чтобы посмотреть, содержит ли она следы генетического материала патогена. Для большей достоверности использовали три разных метода секвенирования. По итогу во всех образцах обнаружили генетический материал вируса, хотя ни одного из фрагментов было бы недостаточно для воссоздания живого SARS-CoV-2. Потом ученые исследовали ДНК, фланкирующую небольшие вирусные последовательности, чтобы понять механизм, посредством которого они туда попали.

В этих окружающих последовательностях выявили признаки ретротранспозонов — элементов, способных самовоспроизводиться в геноме. Они представляют собой тип генетического компонента, который копирует и вставляет себя в разные места генома (транспозон) путем преобразования РНК обратно в ДНК при помощи обратной транскрипции. Транспозоны, также известные как «прыгающие гены», — участки ДНК, перемещающиеся из одной области генома в другую. Зачастую они активируются, чтобы «прыгать» в условиях сильного стресса, при раке или старении, и считаются мощными агентами генетических изменений.

Исследователи также проанализировали опубликованные наборы данных по транскриптам РНК из разных типов образцов, включая те, что брали от больных с коронавирусом. Так удалось определить долю генов, транскрибированных в клетках этих пациентов и содержащих вирусные последовательности, которые могли получить из интегрированных вирусных копий. Процент варьировался от образца к образцу, однако для некоторых относительно большая часть вирусных транскриптов, судя по всему, была транскрибирована из вирусного генетического материала, встроенного в геном.

Конечно, чтобы точно установить, насколько такое явление распространено в реальной жизни, понадобится больший объем данных. Вероятно, только некоторые клетки человека подвергаются какой-либо вирусной интеграции. Если взять другой РНК-вирус, встраивающийся в геном клетки-хозяина, то только 0,001-0,01 процента инфицированных клеток содержала бы встроенную ДНК патогена. Частота интеграции SARS-CoV-2 у людей пока не известна. «Доля клеток, которые интегрируются, может быть очень маленькой, — добавили ученые. — Но даже если это случается редко, миллионы человек уже инфицированы, не так ли?»

«Нынешние данные куда более убедительны, чем то, что было представлено ранее» — говорит Седрик Фешотт из Корнельского университета, изучающий фрагменты эндогенных ретровирусов в геноме человека. Один из самых ярых скептиков ранее, теперь он называет гипотезу Джениша и Янга «правдоподобной». Хотя и отмечает, что SARS-CoV-2 может сохраняться у человека в течение нескольких месяцев без интеграции своих генов.

Так или иначе, исследования в этом направлении теперь только усилятся. Главный вопрос заключается в том, как это открытие может изменить подходы к лечению коронавируса и имеет ли это какие-либо далекоидущие последствия для человечества.

По материалам: naked-science.ru, rg.ru.

• Программа «Массаж амазонскими символами» [онлайн]

  23 — 30 мая, 2021

  ZOOM