Ученые выявили эпидемию коронавируса в Восточной Азии 20 тысяч лет назад
Более 20 тысяч лет назад в регионе Восточной Азии разразилась эпидемия коронавируса, сообщает 24 июня научный журнал Сurrent biology.
Исследование ученых показало, что эпидемия коронавируса в Восточной Азии, произошедшая более 20 тысяч лет назад, оставила очевидные следы вспышки в генетическом материале жителей этого региона.
За последние 20 лет произошло три вспышки эпидемических тяжелых заболеваний коронавирусами: SARS-CoV вызвал тяжелый острый респираторный синдром, который возник в Китае в 2002 году и унес жизни более 800 человек; MERS-CoV привел к ближневосточному респираторному синдрому, в результате которого погибло более 850 человек, и SARS-CoV-2 привел к COVID-19, в результате которого погибло 3,8 миллиона человек.
Исследование эволюции генома человека показало, что за тысячи лет до этого разразилась еще одна крупная эпидемия коронавируса.
Исследование эпидемиологии SARS-CoV-2 показало, что социально-экономические (например, доступ к здравоохранению, тестирование и воздействие на работе), демографические и личные факторы здоровья играют важную роль в распространении SARS-CoV-2.
Ученые использовали данные проекта 1000 Genomes Project. Международный проект, в котором планировалось изучить геномы примерно 2500 человек, чтобы создать подробный каталог генетических вариаций человека, включая однонуклеотидные полиморфизмы, индели и структурные вариации, такие как вариации числа копий генов. Это самое полное исследование геномов человека на сегодняшний день. Для реализации этого проекта институты из многих стран мира работали вместе — США, Великобритания, КНР и Германия. Полная база данных предоставляется ученым во всем мире бесплатно и является крупнейшим общедоступным каталогом общих генетических вариаций человека. Ученые исследовали изменения в генах человека, которые кодируют белки, взаимодействующие с SARS-CoV-2.
На протяжении всей истории эволюции нашего вида позитивный естественный отбор часто нацеливался на белки, которые физически взаимодействуют с вирусами — например, те, которые участвуют в иммунитете или используются вирусами для захвата клеточного аппарата хозяина.
За миллионы лет эволюции человека отбор привел к фиксации вариантов генов, кодирующих белки, взаимодействующие с вирусами (VIP), в три раза быстрее, чем это наблюдается для других классов генов. Сильный отбор на VIP продолжался в человеческих популяциях в течение последних 50 тысяч лет, о чем свидетельствует обогащение VIP-генов адаптивными интрогрессированными вариантами неандертальцев, а также отбор, который приводит полезный вариант к значительному количеству в популяции, в частности относительно VIP, которые взаимодействуют с РНК-вирусами.
Ученые применили эволюционный анализ к набору геномных данных человека, чтобы обнаружить доказательства того, что предки жителей Восточной Азии пережили эпидемию заболевания, вызванного коронавирусом, похожего на COVID-19. Затем ученые синтезировали белки человека и SARS-CoV-2 без использования живых клеток и показали, что они взаимодействуют напрямую и конкретно указывают на консервативный характер механизма, который коронавирусы используют для заражения клеток.
Результаты согласуются с гипотезой возникновения вирусной эпидемии около 900 поколений, или около 25 000 лет (28 лет на поколение), назад, что вызвало всплеск сильного положительного отбора в Восточной Азии. События отбора, начавшиеся 900 поколений назад, явно предшествовали предполагаемому разделению различных популяций Восточной Азии от их общей предковой популяции.
Люди в Восточной Азии происходят из тех регионов, которые сейчас являются Китаем, Японией, Монголией, Северной Кореей, Южной Кореей и Тайванем. В ходе эпидемии естественный отбор отдавал предпочтение, конечно, тем вариантам генов человека, которые связаны с патогенезом и адаптивными изменениями, предположительно ведущими к менее тяжелому заболеванию.
Развивая более глубокое понимание древних вирусных врагов, мы получаем понимание того, как геномы различных человеческих популяций адаптировались к вирусам, которые недавно были признаны важным двигателем эволюции человека.
Еще одним важным результатом этого исследования является способность идентифицировать вирусы, которые вызывали эпидемии в далеком прошлом и могут сделать это в будущем. Это, в принципе, позволяет составить список потенциально опасных вирусов, а затем разработать средства диагностики, вакцины и лекарства на случай их возвращения.
