Омикрон появился в лаборатории?
Источник
Омикрон, последний из вариантов, обративших на себя пристальное внимание, быстро распространяется по всему миру. Он уже обогнал ранее доминировавший вариант «дельта», отчасти благодаря своим свойствам обходить иммунитет - как среди вакцинированных, так и людей с естественным иммунитетом от предыдущих вариантов короны.
Но способность нового варианта обходить иммунную защиту организма человека - не единственная его необычная особенность. Ученые реконструировали эволюционное дерево SARS-CoV-2, и оказалось, что самый последний общий предок омикрон последний раз встречался в апреле 2020 года, что является очень большим сроком в истории этого вируса. См. график ниже:
Чем можно объяснить такую картину? Одна из возможностей заключается в том, что вариант распространялся «скрытно» в регионе с плохим геномным наблюдением - скажем, в сельской местности Ботсваны. Так что, возможно, приведенный выше график выглядит так просто потому, что ученые не наблюдали более поздних предков омикрона.
Однако гипотеза «скрытной циркуляции» этого варианта кажется не очень правдоподобной. Учитывая, насколько трансмиссивным является омикрон, было бы удивительно, если бы этот вариант оставался в течение такого длительного периода времени исключительно в ненаблюдаемом регионе.
Другая возможность заключается в том, что вариант возник в организме хронически инфицированного носителя с очень слабым иммунитетом - например, у ВИЧ-инфицированного человека. Однако это тоже кажется маловероятным.
В статье, опубликованной 16 декабря, приводятся убедительные доказательства того, что омикрон на самом деле произошел от мышей. (Статья была принята к публикации в Journal of Genetics and Genomics).
Чаншуо Вэй и его коллеги приводят несколько доказательств своей гипотезы о мышином происхождении омикрона. Я не буду перечислять их все, поскольку некоторые из них довольно сложны. Но рассмотрим одно из ключевых доказательств:
Здесь представлены три отдельных графика, и каждая точка соответствует отдельному варианту коронавируса. Светло-голубые точки - это варианты, вызывающие повышенное беспокойство (например, дельта); темно-синие точки - это последовательности, полученные от хронически инфицированных пациентов; серые точки - это другие варианты; а красная точка - это омикрон.
Левый график обозначен ORF S, что относится к части генома, кодирующей шиповидный белок. На оси x - дата получения образца, а на оси y указано количество мутаций. Как вы можете видеть, мутации накапливались в различных вариантах с течением времени, но у омикрона их количество необычайно велико.
Заметьте также, что в шиповидном белке омикрона гораздо больше мутаций, чем в последовательностях, полученных от хронически инфицированных пациентов, что ставит под сомнение гипотезу о его возникновении от носителя с хронически ослабленным иммунитетом.
На среднем графике представлена та же информация, но для всего генома (т.е. не только для шиповидного белка). Здесь мы видим, что у омикрона примерно столько же мутаций, сколько можно было бы ожидать для варианта, обнаруженного в конце 2021 года. Это означает, что омикрон необычен только в отношении шиповидного белка, но не в отношении остальной части генома.
На правом графике, который снова обозначен как ORF S, показана взаимосвязь между двумя различными типами мутаций: синонимичными мутациями и несинонимичными мутациями. Что это значит?
Вспомним из школьного курса биологии, что в генетический код встроена избыточность. Строки из трех пар оснований ДНК - «кодоны» - кодируют определенные аминокислоты, которые являются строительными блоками белков. Однако некоторые аминокислоты могут быть закодированы более чем одним кодоном (например, аминокислота лейцин кодируется как CUU, так и CUC).
Следовательно, синонимичная мутация - это мутация, которая не изменяет аминокислотную последовательность белка, а несинонимичная мутация - это мутация, которая ее изменяет. Например, если первая буква U в кодоне CUU изменится на C, то вместо нее будет кодироваться пролин.
Возвращаясь к правому графику выше, можно увидеть, что у омикрона соотношение несинонимичных и синонимичных мутаций гораздо выше, чем у других вариантов. Это говорит о том, что омикрон - или, точнее, его шиповидный белок - подвергался сильному положительному отбору. Другими словами, усиленному отбору подвергались мутации, изменяющие шиповидный белок.
Как я уже упоминал, далее исследователи представили доказательства того, что омикрон развился именно у мышей. В связи с этим возникает интригующая возможность: неужели омикрон появился в лаборатории? (Мыши - наиболее распространенные животные, используемые в биомедицинских исследованиях).
Несколько пользователей в комментариях уже предположили, что это вполне возможно. Один из возможных сценариев заключается в том, что омикрон приобрел свой характерный паттерн мутаций в результате последовательного заражения (так называемый «серийный пассаж») лабораторных мышей. В этом случае исследователи дают вирус одной мыши, ждут, пока он мутирует, затем дают его другой мыши, ждут, пока он мутирует, и так далее, пока его свойства не изменятся.
Серийный пассаж часто используется в исследованиях вакцин. На самом деле, если омикрон действительно появился в лаборатории, исследователи этой лаборатории, возможно, работали над вакцинами от коронавируса.
Пока что данные показывают, что омикрон является более мягким, чем предыдущие варианты, отчасти потому, что он хуже реплицируется в легких. И действительно, некоторые уже назвали его «натуральной вакциной». В связи с этим возникает еще более интригующая возможность: омикрон был выпущен специально, как способ «положить конец» пандемии? (Для информации: это исключительно домыслы).
Я склонен полагать, что это не так. Тем не менее, тот факт, что этот вариант оказался адаптированным к мышам - из множества всех животных - трудно игнорировать. Мы уже видели, как одна гипотеза о лабораторной утечке отвергалась с самого начала. Будем надеяться, что с омикроном не произойдет то же самое. Лабораторное происхождение требует дальнейшего расследования.