Сегоднящая эпидемия унесла жизни уже наиболее полумиллиона человек. Понятно, что болезнь, вызванная вирусом SARS-CoV-2, может протекать весьма по-разному — от полного отсутствия симптомов до тяжелейших осложнений с смертельным финалом. Стремительно сделалось ясно, что в группе риска находятся старые люди и те, кто мучается от лёгочных болезней, но разумеется, что список причин, влияющих на ход заболевания, сиим не исчерпывается. Спецы различных государств отыскивают такие причины, и нежданно к мед спецам присоединились палеогенетики.
Создатели новейшей статьи — шведские учёные, генетик Хуго Зеберг и Сванте Паабо, выдающийся палеогенетик. Статья, правда, ещё не прошла рецензирования и расположена пока на сервере препринтов biorxiv.org.
Как стала тривиальной серьёзность новейшей эпидемии, генетики взялись за поиск наследных причин, связанных с риском осложнений. Поначалу учёным удалось выделить два региона в людском геноме, ассоциированных с тяжёлой формой COVID-19. Один из участков включал 6 генов на хромосоме 3. Иной находился на хромосоме 9 и содержал ген, кодирующий группу крови (внутренней средой организма человека и животных) системы ABO. Вообщем, в наиболее позднем исследовании роль второго участка не подтвердилась, так что осталась только ассоциация с областью на хромосоме 3.
Интересно, что генeтические варианты в этом участке ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), ассоциированные с отягощениями COVID-19, очень сцеплены друг с другом. Это означает, что если у человека нашелся основной «рисковый» вариант (вставка аденина в SNP rs11385942), то с высочайшей вероятностью найдутся и другие. Этот набор сцепленных меж собой вариантов, связанных с риском осложнений короновирусной инфекции (Термин означает различные виды взаимодействия чужеродных микроорганизмов с организмом человека) (гаплотип), обхватывает участок ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) длиной около 50 тыс. пар нуклеотидов. Существование гаплотипа таковой длины может разъясняться несколькими причинами. Или данный набор аллелей поддерживается естественным отбором. Или в этом участке изредка происходит рекомбинация — перетасовывание фрагментов ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов), происходящее при половом размножении. Или 3-я версия: гаплотип достался современным людям в итоге скрещивания с неандертальцами либо денисовцами. Так как это вышло относительно не так давно (40—60 тыс. годов назад), рекомбинация ещё не успела «смешать генетические карты».
О положительном отборе гласить трудно. На данный момент мы лицезреем оборотную ситуацию: данный гаплотип в 1,7 раз наращивает риск развития дыхательной дефицитности при COVID-19 (во всяком случае, в Италии и Испании пациенты с отягощениями коронавинусной инфекции (Термин означает различные виды взаимодействия чужеродных микроорганизмов с организмом человека) в 1,7 раз почаще имели «рисковые» аллели). Рекомбинация в данной нам части 3-й хромосомы происходит с обыкновенной скоростью. Остаётся вариант наследования от архаических гоминин.
Осознав это, Хуго Зеберг решил проверить, не встречается ли «рисковый» гаплотип в узнаваемых геномах неандертальцев. И буквально, та вставка rs11385942 нашлась у неандертальца из Виндии (Хорватия) возрастом 50 тыс. лет. Из 14 остальных генетических вариантов, сцепленных с основным (rs11385942) у хорватского неандертальца нашлись 12, при этом в гомозиготном виде. А что у остальных старых гоминин? У неандертальцев из Денисовой и Чагырской пещер (120 тыс. лет и 50 тыс. лет) нашлись 4 варианта из «рискового» гаплотипа (правда, не включая основной rs11385942), но ни один не находился у денисовца. Выходит, что «рисковый» гаплотип больше всего роднит нас с неандертальской дамой из Виндии.
В пользующейся популярностью статье в New York Times Хуго Зеберг ведает, что, получив таковой умопомрачительный итог, он здесь же связался со Сванте Паабо, а наследующий денек прилетел к тому в гости: Паабо как раз проводил отпуск в коттеджике в некоторой шведской деревне. Учёные работали денек и ночь (то есть темное время суток). «Это самый сумасшедший отпуск, который у меня когда-либо был в этом особняке», — произнес доктор Паабо. Хорошо, государь Паабо, не рассказывайте, мы ведь читали вашу книжку!
Резонный вопросец: мог ли «рисковый» гаплотип достаться и неандертальцам, и современным людям от общего предка, жившего около 550 тыс. годов назад. Исследователи промоделировали эту ситуацию… и отклонили её. За огромное количество поколений рекомбинация разбивает хоть какой унаследованный участок ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) на всё наименьшие и наименьшие сегменты. При средней продолжительности поколения в 29 лет, за 550 тыс. лет гаплотип протяжённостью в 50 кб чуть ли сохранился бы.
Дальше Зеберг и Паабо проанализировали 5000 геномов из базы данных проекта «1000 геномов» и удостоверились, что все наборы «рисковых» вариантов, всераспространенные в Евразии, группируются с неандертальскими гаплотипами, и поближе всего к индивидуму из Виндии. Видимо, конкретно эта неандерталка более родственна тем старым гомининам, которые передали свои ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) современному человеку.
А в каких современных популяциях «рисковые» варианты встречаются почаще? Оказалось, что они фактически отсутствуют в Африке. Это полностью согласуется с тем, что метисация сапиенсов и неандертальцев происходила за пределами Чёрного материка (правда, Джон Хокс в собственном обзоре по тому же поводу утверждает оборотное: по его словам, из базы данных проекта «1000 геномов» следует, что частота вставки rs11385942 у африканцев добивается 5%). Неандертальский гаплотип более распространён на Юге Азии (частота 30%), с максимумом в Бангладеше, где у 63% популяции есть хотя бы один неандертальский вариант rs11385942, а 13% по нему — гомозиготны. В Европе частота 8%, у янки смешанного происхождения — 4%, а на востоке Азии ещё ниже.
Создатели пока не могут сказать, каким образом «рисковый гаплотип» влияет на течение заболевания и специфичен ли таковой эффект для коронавируса либо отягощения могут возникать и при остальных инфекциях. Неясно и почему «рисковый гаплотип» так распространился конкретно на Юге Азии. «Это вопросец на 10 тыс. баксов», — иронизирует Хуго Зеберг в статье в «Нью-Йорк Таймс». Может быть, спекулируют создатели, эти генетические варианты были когда-то полезны для иммунитета южноазиатских популяций, быть может, даже для защиты от каких-либо вирусов. И тот иммунный ответ, который работал против старых патогенов, в конечном итоге стал чрезвычайно реагировать на новейший вирус. Это, естественно, незапятнанная спекуляция, что соображают и сами создатели публикации. Но в сегодняшней ситуации, кончают они статью, неандертальское наследство привело к катастрофическим последствиям.
Возникает, естественно, вопросец: почему в Бангладеше, где частота «рискового» гаплотипа максимальна, смертность от COVID-19 ниже, чем к примеру в Рф (если веровать статистике)? Почему в Штатах афроамериканцы почаще погибают от вируса, хотя у их вставка rs11385942 фактически не встречается? Может быть, дело в том, что исследование, давшее ассоциацию участка хромосомы 3 с отягощениями, основано на статистике лишь из Италии и Испании. Не исключено, что те же аллели на другом генетическом фоне популяции на Юге Азии не усиливают чувствительность к COVID-19 из-за наличия аллелей-модификаторов в совсем остальных генах, которые ещё предстоит идентифицировать.
Благодарю Константина Лескова, PhD, за консультацию.