Назад
Одним из способов борьбы организма с COVID-19 является мутация коронавируса, делающая его менее опасным.
Этот встроенный в клетки защитный механизм имеет четкую связь с уменьшением вирусной нагрузки в организме, показало исследование Гетеборгского университета.
Мутации часто ассоциируются с появлением вариантов вируса, которые более контагиозны и патогенны, чем их предшественники. Однако нынешнее исследование показывает, что мутации вирусов часто действуют в обратном направлении. Вирусологи из Гетеборгского университета составили карту мутаций в SARS-CoV-2. Результаты, опубликованные в журнале PNAS, показывают, что естественный фермент организма ADAR1 (аденозиндезаминаза, действующая на РНК) препятствует репликации SARS-CoV-2. ADAR1, находящийся внутри защитной мембраны клеток, может заменять нуклеотиды, которые являются строительными блоками в РНК вируса. Тем не менее, как ADAR1 влияет на коронавирус, вызывающий COVID-19, до настоящего времени оставалось неясным.
"Наше исследование показывает, что существует обратная зависимость между вирусной нагрузкой (измеряемым количеством вируса в организме) и степенью мутации вируса под действием ADAR1. Мы также обнаружили, что мутации, вызванные ADAR1, являются наиболее распространенным типом мутаций SARS-CoV-2", -
говорит Йохан Рингландер, первый автор исследования. В частности, ученые отметили, что отдельные пациенты часто инфицированы более чем одним вариантом вируса. Когда были изучены мутации в относительно редких вариантах вируса, выяснилось, что распространенная мутация, при которой один нуклеотид, гуанозин (G), заменяет аденозин (A), значительно ухудшает репродуктивную способность SARS-CoV-2. Эти мутации вызываются ферментом ADAR1.
Анализ более 200 000 штаммов вируса, полученных от пациентов, заболевших COVID-19, показал, что мутации, вызванные ADAR1, в основном циркулировали летом 2020 года, когда уровень передачи и летальности в Европе был низким. Когда уровни передачи и летальности были выше, варианты вируса с мутациями, вызванными ADAR1, были редкостью, вероятно, потому что их вытеснили более инфекционные штаммы вируса.
"Наши результаты проясняют, как клетки организма могут генерировать мутирование вариантов вируса. Мутации могут сделать вирус более заразным, но в большинстве случаев изученные нами мутации делают вирус слабее; вместо того чтобы распространяться, он удаляется из инфицированных клеток. Эти результаты позволяют предположить, что ADAR1 служит защитным механизмом, используемым организмом для ограничения вирусных инфекций", - говорит Рингландер.
"Когда SARS-CoV-2 размножается в дыхательных путях, возникает воспаление. Его последствия включают активацию ADAR1, что, в свою очередь, снижает вероятность заражения вирусом других клеток. В настоящее время мы изучаем, может ли этот защитный механизм быть важным и при других вирусных инфекциях", - сообщает Рингландер.
Johan Ringlander et al. Влияние ADAR-индуцированного редактирования популяций минорных вирусных РНК на репликацию и трансмиссию SARS-CoV-2 (аннотация).
Аденозиндезаминазы, действующие на РНК (ADAR), являются ферментами, редактирующими РНК, которые могут ограничивать вирусную инфекцию. Мы использовали глубокое секвенирование для определения аденозин-гуаниновых (A→G) мутаций, характеризующих активность ADAR, в клинических образцах, полученных от 93 пациентов, инфицированных коронавирусом 2 тяжелого респираторного синдрома (SARS-CoV-2) на ранней стадии пандемии COVID-19. Мутации A→G были обнаружены в 0,035% (медиана) остатков РНК и были преимущественно несинонимичными. Эти мутации редко обнаруживались в основной вирусной популяции, но были многочисленны в минорных вирусных популяциях, в которых A→G была более распространена, чем любая другая мутация (P < 0,001). Замены A→G накапливались в гене белка спайка в позициях, соответствующих аминокислотам с 505 по 510 в мотиве связывания рецептора и в аминокислотах с 650 по 655.
Частота A→G мутаций в минорных вирусных популяциях была значительно связана с низкой вирусной нагрузкой (P < 0,001). Мы дополнительно проанализировали A→G мутации в 288 247 основных (консенсусных) последовательностях SARS-CoV-2, представляющих доминирующую вирусную популяцию. Мутации A→G, наблюдаемые в минорных вирусных популяциях в первоначальной когорте пациентов, все чаще обнаруживались в европейских консенсусных последовательностях в период с марта по июнь 2020 года (P < 0,001) с последующим снижением количества этих мутаций осенью и в начале зимы (P < 0,001). Мы предполагаем, что ADAR-индуцированное дезаминирование РНК является значительным источником мутировавших SARS-CoV-2 и предполагаем, что степень дезаминирования РНК может определять или отражать вирусную пригодность и инфекционность.
