ИССЛЕДОВАТЕЛИ НАШЛИ НОВЫЙ СКРЫТЫЙ ГЕН В ВИРУСЕ COVID-19

Исследователи открыли новый «скрытый» ген в SARS-CoV-2 — вирусе, который вызывает COVID-19, — который мог внести свой вклад в его уникальную биологию и пандемический потенциал. У этого вируса всего около 15 генов, поэтому знание об этом и других перекрывающихся генах — или «генах внутри генов» — может иметь большое значение для разработки методов борьбы с ним. Новый ген описан 10 ноября в журнале eLife.

«Перекрывающиеся гены могут быть одним из целого арсенала способов, которые коронавирусы выработали в ходе эволюции для эффективной репликации, обхода иммунитета носителя и передачи от одного носителя к другому, — сказал ведущий автор статьи Чейз Нельсон, докторант академии наук Тайваня и приглашённый учёный в Американском музее естественной истории. — Зная, что перекрывающиеся гены существуют и как они функционируют, мы можем создать новые способы сдерживания коронавируса, например, посредством противовирусных лекарств».

Команда исследователей выявила ORF3d, новый перекрывающийся ген в SARS-CoV-2, способный кодировать белок, который получается длиннее, чем если бы он мог образоваться сам по себе. Они также обнаружили, что этот ген представлен в ранее открытом коронавирусе панголинов, что, возможно, говорит о повторяющихся потерях и приобретениях этого гена в ходе эволюции SARS-CoV-2 и похожих вирусов. Кроме того, было независимо определено и показано, что ORF3d вызывает сильный ответ антител у пациентов с COVID-19. Это означает, что белок нового гена производится при инфекции у людей.

«Мы пока не знаем, как он действует и будет ли это вообще клинически значимо, — сказал Нельсон. — Но, на наш взгляд, маловероятно, что этот ген можно определить по ответу T-клеток, в отличие от ответа антител. Возможно, это как-то связано с тем, как этот ген мог появиться».

На первый взгляд, гены похожи на письменный язык, в том плане, что они записываются рядами букв (в РНК-вирусах это нуклеотиды A, U, G и C), которые передают информацию. Но, хотя единицы этого языка (слова) отдельные и неперекрывающиеся, гены могут перекрываться и иметь множество функций, а информация в них может быть сложным образом зашифрована — многое зависит от того, где начать «читать». Перекрывающиеся гены сложно заметить, и большинство научных компьютерных программ не рассчитаны на то, чтобы их находить. Однако они часто встречаются у вирусов. Отчасти это связано с тем, что РНК-вирусы имеют высокую скорость мутации, поэтому они стремятся удерживать минимальное количество генов, чтобы предотвратить слишком большое число мутаций. В результате вирусы выработали своего рода систему сжатия данных, в которой одна буква их генома может включаться в два или даже три разных гена.

«Пропуск перекрывающихся генов может привести к опасному недопониманию важных аспектов биологии вирусов, — сказал Нельсон. — По размеру генома SARS-CoV-2 и его “родственники” входят в число вирусов с самой длинной РНК из существующих. Так что они более склонны к таким “фокусам с геномом”, чем другие РНК-вирусы».

До пандемии, в ходе работы в Музее по стипендии Герстнера в области биоинформатики и вычислительной биологии, Нельсон разработал программу, которая сканирует геномы на предмет паттернов генетических изменений, уникальных для перекрывающихся генов. Для этого исследования Нельсон объединился со своими коллегами из других организаций, включая Мюнхенский технический университет и Калифорнийский университет в Беркли, чтобы применить свою разработку и другие методы к массиву новых данных по секвенированию SARS-CoV-2. Группа надеется, что другие учёные исследуют открытые ими гены в лабораториях, чтобы определить их функцию и возможную роль в возникновении вируса, вызвавшего пандемию.

Источник: elifesciences.org

Комментарии: