Tai galima nuspėti ir intuityviai, rašo „SciTechDaily“. Juk nenuostabu, kad persikėlus į patalpas ir uždarius langus, padidėja viruso perdavimas. Tačiau nauja Ilinojaus universiteto mokslininkų analizė rodo, kad nepaisant visų variantų ir bangų, liga jau beveik dvejus metus sezoniškai plinta visame pasaulyje.
Dar svarbiau tai, kad mokslininkai nustatė molekulinį viruso sezoniškumo kaltininką. Šis atradimas galėtų padėti numatyti būsimas mutacijas – ir galbūt atverti kelią naujiems vaistams bei vakcinoms.
„Tai pirmas pasiūlymas sukurti virusinį jutiklį, kuris reaguoja į išorinius sezoninius aplinkos ir fiziologijos dėsningumus, – sako Ilinojaus universiteto Augalininkystės mokslų katedros ir C.R. Woese'o genominės biologijos instituto profesorius Gustavo Caetano-Anollésas – o taip pat ir tyrimo, kuris paskelbtas „Methods in Microbiology“, vyriausiasis autorius. – Ši struktūra galėtų tapti prognozavimo, padėties švelninimo ir pagrįstų sprendimų visuomenės sveikatos srityje priėmimo įrankiu“.
Biocheminė struktūra, įterpta į viruso smaigalio N-galinį regioną, priskiriama plačiai baltymų, vadinamų lektinais, kategorijai. Visi organizmai gamina lektinus: šie baltymai atpažįsta angliavandenius, jungiasi su jais ir formuoja adaptyviąsias ir įgimtąsias imunines reakcijas. Taip pat žinoma, kad jie padeda virusams ir kitiems mikrobams prisitvirtinti prie nešiotojo ląstelių. Tačiau tik neseniai mokslininkai nustatė, kad kai kurie lektinai atlieka svarbų vaidmenį jaučiant aplinkos temperatūros pokyčius.
Ir tai yra vieta, kur susiduria koraliniai rifai ir COVID-19.
2019 m. Kinijos mokslininkai nustatė, kad fotosintetinančių dinoflagelatų ir koralų polipų atpažinimo procese dalyvauja tam tikros rūšies lektinas – galektinas. Tačiau šis atpažinimo mechanizmas neveikė taip gerai, kai vandens temperatūra nukrisdavo už siauros šiluminės juostos ribų: 25-30 laipsnių Celsijaus. Tai buvo pirmoji užuomina, kad galektinai jaučia išorinę temperatūrą, ir koralų blukimo – pražūtingo koralų rifų nykimo šiltėjančiuose vandenyse – paaiškinimas.
Sužinoję apie šį atradimą, G.Caetano-Anollésas ir jo bendradarbiai išanalizavo dešimtis tūkstančių SARS-CoV-2 genomų – ir aptiko į galektiną panašią smailiojo baltymo struktūrą. Mokslininkai mano, kad galektino baltymo struktūros jaučia išorines sąlygas ir, kai nėra per karšta ar per drėgna, sukelia konformacinį viruso smaigalio baltymo pokytį, leidžiantį viruso RNR patekti į nešiotojo ląsteles.
„Galvokite apie smaigalį kaip apie mažą stiklainį, kurio viršuje yra jį uždarančios sklendės. Kai temperatūra aukšta, stiklainis yra visiškai uždarytas ir jame esantis turinys negali išsilieti. Tačiau kai jo sklendės atpažįsta nešiotojo plaučių ląstelę – vėsią ir sausą aplinką – stiklainis atsidaro, išliedamas sintezės peptidą, kuris padeda sujungti viruso ir nešiotojo membranas. Tai leidžia virusui patekti į ląstelę ir sukurti daugiau savo rūšies virusų“, – sako G.Caetano-Anollés.
Virusai nuolat keičiasi. Kai tam tikra genomo dalis pradeda sparčiau keistis, tai yra ženklas, kad virusas ieško naujų ir geresnių būdų išgyventi ir plisti nešiotojo organizme. Kitaip tariant, greita mutacija – tai virusas, mėtantis spagečius į sieną ir žiūrintis, ar prilips, rašo „SciTechDaily“.
Mokslininkai tikisi, kad šios greitos mutacijos atsiras biocheminiuose viruso regionuose, atsakinguose už viruso perdavimą, užkrečiamumą ir imuninės sistemos išvengimą – nes tai yra naudingiausi virusui. Kadangi aplinkos jutimas virusui toks svarbus, logiška, kad į galektiną panaši smaigalio struktūra taip pat turėtų būti vienu iš tokių regionų, ir kad jo vaidmuo bus susijęs su viruso infekcija.
„Įspūdinga tai, kad pastebėjome, jog į galektiną panaši struktūra yra dažnas mutacijų taikinys, nes ji padeda virusui išvengti nešiotojo fiziologinių reakcijų arba jas moduliuoti, kad virusas galėtų toliau plisti ir išgyventi“, – sako G.Caetano-Anollés.
Stebėdami mutacijas galektino baltymo srityje, tyrėjai nustatė sezoninį dėsningumą visame pasaulyje. Stebėdami genomo pokyčius visame pasaulyje, jie nustatė, kad 2020 m. vyko greitų mutacijų protrūkiai, dažnai sukėlę naujų susirūpinimą keliančių variantų atsiradimą. Šie protrūkiai buvo didžiausi tose žemės rutulio dalyse, kuriose būna žiema – arba aukštai virš jūros lygio esančiose vietovėse, kur oras išlieka vėsus ištisus metus. O vasarą ar žemai virš jūros lygio esančiose tropinėse vietovėse? Jų tiesiog nebūdavo.
Svarbu tai, kad dauguma sezoninių mutacijų vyko smaigalio baltymo N-galiniame regione. Būtent ten yra galektino struktūra – ir tai dar vienas įrodymas, kad ji svarbi virusui.
„Stebint šios struktūros mutacijų paplitimą pandemijos pradžioje, pavyko nustatyti nuo Žemės pusrutulio priklausomą sezoninį modelį, kurį lėmė mutacijų protrūkiai. Šie protrūkiai dabar yra atsakingi už susirūpinimą keliančio delta varianto atsiradimą ir naujus besiformuojančius viruso variantus, – sako G.Caetano-Anollés. – Norint sušvelninti jų poveikį, labai svarbu suprasti, kaip vyksta šie virusų diversifikacijos procesai“.
Dabar G.Caetano-Anollés laboratorija tyrinėja milijonus visame pasaulyje sukauptų genetinių virusų sekų – kad nustatytų, kaip genomo sudėtis keičia viruso elgseną. Jie tikisi, kad COVID-19 tapus endeminiu, pavyks toliau aiškintis molekulinius sezoniškumo pagrindus.
