Na základe súčasných poznatkov sú renomovaní virológovia sveta presvedčení, že SARS-CoV-2 je prírodného pôvodu a vznikol bez úmyselného zásahu človeka.
Na pochopenie možného pôvodu SARS-CoV-2, ktorý spôsobil pandémiu COVID-19, je potrebné poznať jeho genetické vlastnosti. Tie boli získané osekvenovaním vírusového genómu a porovnaním nukleotidových a aminokyselinových sekvencií so sekvenciami iných koronavírusov. Na základe týchto relatívne rýchlych štúdií sa zistilo, že genóm SARS-CoV-2 má dve unikátne vlastnosti.
Unikátne vlastnosti
Prvou z nich sú unikátne mutácie v receptor viažucej doméne RBD. Vírus interaguje s bunkou tak, že časť jeho S proteínu – receptor viažuca doména RBD, ktorá je umiestnená na povrchu vírusu, sa viaže na bunkový receptor. Rýchla identifikácia RBD na S proteíne bola urobená na základe porovnania sekvencií SARS-CoV-2, SARS-CoV, ktorý bol pôvodcom epidémie SARS v rokoch 2002 – 2003, a iných koronavírusov. V RBD, ktorá je na podobnom mieste v S proteíne, ako bola nájdená pri SARS-CoV, sa zistilo šesť kritických aminokyselín pre väzbu k bunkovému receptoru. Štúdie naznačili, že RBD SARS-CoV-2 je unikátna a má až päť kľúčových aminokyselín odlišných od RBD pre SARS-CoV.
Identifikácia bielkovinového receptora ACE2 (angiotensin-converting enzyme 2 – enzým konvertujúci angiotenzín) na ľudských pľúcnych bunkách pre SARS-CoV-2 vychádzala tiež zo štúdia SARS-CoV, kde bol tento bunkový receptor identifikovaný. Na základe počítačových štruktúrnych štúdií a biochemických analýz sa potvrdilo, že SARS-CoV-2 so svojou unikátnou RBD sa silne viaže k ACE2 nielen ľudských buniek, ale aj buniek fretiek, mačiek a iných živočíchov. Štruktúrne analýzy zároveň odkryli, že táto väzba nie je ideálna a je tu evolučný priestor na jej zdokonaľovanie. Ide napríklad o mutáciu niektorej aminokyseliny, čo by mohlo spôsobiť ďalšie problémy v ľudskej populácii.
Druhou zo spomínaných výnimočných vlastností genómu SARS-CoV-2 je unikátne štiepacie miesto. Porovnanie sekvencií koronavírusov, ktoré kódujú S proteín, odkrylo inzerciu 12 nukleotidov na rozhraní S1 a S2 podjednotiek tohto proteínu, ktorá nebola pozorovaná v nijakom genóme betakoronavírusov s výnimkou SARS-CoV-2. Tieto nukleotidy kódujú štyri aminokyseliny PRRA, ktoré sú inzerciou v S proteíne SARS-CoV-2. Tým sa vytvorilo štiepacie miesto pre štiepenie S proteínu na podjednotky S1 a S2, čo sa prejavuje v infekčnosti vírusu a rozsahu vírusových hostiteľov.
Genetická detektívka
Odkiaľ pochádza SARS-CoV-2? To je otázka, ktorá sa prirodzene vynára medzi prvými, ale definitívnu odpoveď ešte nepoznáme. Napriek tomu sme za krátke obdobie získali viaceré dôležité poznatky.
Prvým podozrením bolo, že vírus bol umelo skonštruovaný. Proti tomuto názoru jasne svedčí, že vírus má unikátne štruktúry (už opísané), ktoré nie sú typické pre iné koronavírusy. Kto by ich vedel dopredu navrhnúť tak, aby boli biologicky funkčné? Keby sa na to použili v súčasnosti známe metódy reverznej genetiky, v genóme vírusu by sme pozorovali isté molekulové stopy, ktoré však zistené neboli. Keď vyjdeme z týchto východísk, umelá konštrukcia SARS-CoV-2 je konšpiráciou. Pri triezvej vedeckej úvahe musíme pôvod nového koronavírusu hľadať inde.
RBD je časť bielkovinovej molekuly vírusu, prostredníctvom ktorej sa vírus viaže cez bunkový receptor na bunku.
S PROTEÍN je povrchový proteín koronavírusov, na ktorom sa nachádza RBD a proti ktorému sa vytvárajú aj špecifické protilátky.
ACE2 je bunkový receptor, na ktorý sa viažu niektoré koronavírusy prostredníctvom svojho S proteínu.
ŠTIEPACIE MIESTO je unikátne miesto na bielkovine charakterizované krátkou sekvenciou aminokyselín. Toto miesto rozpoznáva enzým proteáza, ktorá štiepi bielkovinu na menšie fragmenty.
MUTÁCIA je zmena nukleotidu v genetickom materiáli alebo zmena aminokyseliny v bielkovine.
INZERCIA je vsunutie jedného alebo viacerých nukleotidov do génu alebo aminokyselín do bielkoviny.
DELÉCIA je odstránenie nukelotidu(ov) z génu alebo jednej a viac aminokyselín z bielkoviny.
BUNKOVÁ KULTÚRA je tvorená izolovanými bunkami (napríklad z obličiek, pľúc a iných orgánov), ktoré vedci umelo množia v laboratórnych podmienkach. Bunkové kultúry sa používajú na rôzne vedecké účely, napríklad aj na množenie vírusov pre výskumné účely.
prof. Ing. Štefan Vilček, DrSc.
Katedra epizootológie a parazitológie
Univerzita veterinárneho lekárstva a farmácie v Košiciach
