26 видов животных, контактирующих с человеком, потенциально восприимчивы к коронавирусу

Ученые смоделировали взаимодействие ортологов ACE2 животных с S-белком коронавируса, оценили изменения свободной энергии взаимодействия и определили 26 животных, контактирующих с человеком, которые с большой вероятностью могут выступать переносчиками SARS-CoV-2.

На схеме представлены 26 видов млекопитающих — потенциальных переносчиков коронавируса. Это домашние животные, виды, имеющие сельскохозяйственную значимость либо виды, содержащиеся в зоопарках, а потому близко контактирующие с человеком. Цифры соответствуют величине ΔΔG.

Credit: Lam, S.D., et al., 2020; DOI:  10.1038/s41598-020-71936-5 | CC BY 4.0

Для того, чтобы контролировать эпидемиологическую ситуацию, человеку необходимо знать животных — потенциальных переносчиков SARS-CoV-2. Ранее мы писали об обширном исследовании, в котором 410 позвоночных животных были разделены на 5 групп риска на основе последовательности белка ACE2: ученые рассматривали определенные позиции белка ACE2 разных видов и оценивали их схожесть с теми же позициями в белке человека. Авторы нового исследования, опубликованного в Scientific Reports, применили другой подход для предсказания потенциальных переносчиков SARS-CoV-2: они оценивали свободную энергию взаимодействия белков животных с белками вируса.

Первое условие для проникновения вируса в клетку — взаимодействие S-белка SARS-CoV-2 с клеточным белком ACE2. Ученые определили вероятность такого взаимодействия для 215 видов позвоночных.

Главный вопрос состоял в том, как мутации в ACE2, которые отличают белок животного от белка человека, влияют на формирование комплекса ACE2:S-белок. Для каждого животного была создана трехмерная модель структуры ACE2 на основе его последовательности. Ученые рассчитали корреляцию между изменениями свободной энергией комплекса ACE2:S-белок и изменениями структуры ACE2, возникающими химическими изменениями в мотиве связывания и инфекционным фенотипом. Если изменение свободной энергии (ΔΔG, ккал/моль) составляло более 3,7, считалось, что животное не входит в группу риска. При ΔΔG3,7 ученые относили вид к потенциальным носителям вируса. В качестве золотого стандарта использовались данные о заражении животных SARS-CoV-2, полученные in vivo и in vitro в других исследованиях.

В результате анализа ученые выделили 26 видов животных, которые с большой вероятностью могут быть заражены SARS-CoV-2 и регулярно контактируют с людьми. Среди них оказались как уже известные потенциальные переносчики вируса, например, кролики и коровы, так и не изученные ранее в данном контексте животные, например, овцы.

Авторы также описали влияние мутаций на ортологи сериновой протеазы TMPRSS2 позвоночных. Эта трансмембранная протеаза необходима для активации S-белка, и, следовательно, также является важным фактором для заражения клетки. Ученые исследовали известные каталитические сайты данного белка у разных животных и оценивали их консервативность. В целом протеаза оказалась более консервативной по сравнению с ACE2. Некоторые выявленные мутации, например, у бамбукового лемура и боливийской беличьей обезьяны, могут сделать этих животных менее восприимчивыми к новому коронавирусу.

Результаты работы в целом согласуются с другими исследованиями. Хотя многие млекопитающие могут быть восприимчивы к заражению SARS-CoV-2, для большинства птиц, рыб и рептилий вероятность инфекции крайне мала. Авторы обращают внимание на то, что необходимо соблюдать меры предосторожности при контакте с животными, чтобы уберечь их от вируса и не заразиться самим.

Источник

Lam, S.D., et al. // SARS-CoV-2 spike protein predicted to form complexes with host receptor protein orthologues from a broad range of mammals. // Scientific Reports 10, 16471 (2020); DOI: 10.1038/s41598-020-71936-5

Добавить в избранное

Вам будет интересно