Геном коронавируса картирован с высоким разрешением

В клетке человека после проникновения РНК-содержащего вируса образуется множество субгеномных вирусных РНК. Эти РНК кодируют различные белки вируса и потому могут быть хорошими мишенями для терапии. Несмотря на то, что ученым уже известна структура изначальной РНК SARS-CoV-2, предсказать участки, кодирующие субгеномные РНК, достаточно сложно.

В новом исследовании ученые из Южной Кореи экспериментально подтвердили существование предсказанных ранее субгеномных РНК нового коронавируса. Кроме того, они проанализировали последовательности каждой из них и выяснили, где именно находятся гены на геномной РНК. Фактически результатом работы группы стала подробная геномная карта SARS-CoV-2 высокого разрешения. Исследователи также обнаружили новые субгеномные РНК и неизвестные прежде химические модификации вирусных РНК.

Данные были получены с помощью двух новейших методов секвенирования. Один из них — секвенирование наношариков ДНК. Это секвенирование синтезом, основанное на модифицированной репликации по принципу катящегося кольца. Такой подход позволяет увеличить количество ДНК или РНК, соединенных в длинную цепь «голова к хвосту». Технология позволяет считывать короткие фрагменты с глубоким покрытием. Для прямого анализа РНК коронавируса без фрагментации использовали нанопоровое секвенирование РНК. Сочетание этих двух методик позволило получить достаточно точную информацию о строении РНК SARS-CoV-2.

Считается, что белки вирусных частиц кодируют 10 субгеномных РНК, однако корейские ученые подтвердили существование только девяти. Исследователи также обнаружили десятки новых субгеномных РНК-структур, образованных вследствие слияния, делеций или сдвигов рамки считывания. Возможно, такие модификации обеспечивают относительно быструю эволюцию коронавируса.

Далее ученые проанализировали эпитранскриптом SARS-CoV-2 и обнаружили 41 сайт, подверженный химической модификации. Наиболее часто среди них встречался мотив AAGAA, а сами модифицированные РНК отличались укороченными поли(А)-хвостом. Свойства модифицированных и немодифицированных РНК могут отличаться даже при одинаковой последовательности оснований.