Amerikos mokslininkai įrodė, kad SARS-CoV-2 koronaviruso RNR praeina atvirkštine transkripcija, yra įterpiama į užkrėstos ląstelės genomą ir yra išreikšta „chimerinių“ nuorašų forma, susiliejusia su virusinėmis su ląstelių sekomis.
Daugelis žmonių, kuriems buvo Covid-19, savaites ar mėnesius po atsigavimo ir toliau aptinka koronaviruso RNR. Nors SARS-CoV-2 galima iš naujo užkrėsti, tai netaikoma tokiems pacientams: iš jų mėginių nėra išskiriamas nė vienas gyvas virusas, o kai kurie tyrimai patvirtino tokius klaidingai teigiamus PGR testus, net kai jų dalyviai buvo karantine.
Atsakymą į klausimą siūlo Whiteheado biomedicininių tyrimų instituto, Nacionalinio vėžio instituto ir Masačusetso technologijos instituto (JAV) mokslininkai, kurių darbai paskelbti žurnale „ Proceedings of the National Academy of Sciences“ . Jie parodė, kad SARS-CoV-2 RNR viruso genetinės sekos gali integruotis į ląstelės-šeimininkės genomą per atvirkštinę transkripciją. Tada šios genomo dalys yra „skaitomos“ RNR ir dėl to identifikuojamos naudojant PGR testą.
Ligos sukėlėjas Covid-19 nėra vienintelis virusas, įsišaknijęs į žmogaus genomą: maždaug aštuonis procentus mūsų dezoksiribonukleino rūgšties sudaro senovės virusų liekanos. Kai kurie, vadinami retrovirusais, dauginasi integruodamiesi į DNR. „SARS-CoV-2 nėra retrovirusas, o tai reiškia, kad pakartoti nereikia atvirkštinės transkripcijos“, – sakė pirmasis tyrimo autorius Liguo Zhangas iš Whiteheado instituto. – Tačiau daugelio stuburinių rūšių, įskaitant žmones, genomuose buvo aptiktos neretrovirusinės RNR viruso sekos.
Norėdami patikrinti hipotezę, mokslininkai laboratorijoje atliko eksperimentą: jie užkrėtė žmogaus ląsteles koronavirusu, o po dviejų dienų sekvenavo savo DNR, norėdami sužinoti, ar joje nėra patogeno genetinės medžiagos pėdsakų. Siekiant didesnio patikimumo, buvo naudojami trys skirtingi sekvenavimo metodai. Todėl genetinė viruso medžiaga buvo rasta visuose mėginiuose, nors nė vieno fragmento nepakaks gyvam SARS-CoV-2 atkurti. Tada mokslininkai ištyrė DNR, esančią šalia mažų virusinių sekų, kad suprastų jų patekimo mechanizmą.
Šiose aplinkinėse sekose buvo atskleisti retrotranspozonų požymiai – elementai, galintys savarankiškai daugintis genome. Jie yra tam tikro tipo genetiniai komponentai, kurie kopijuoja ir įterpia save į skirtingas genomo vietas (transpozoną), konvertuodami RNR atgal į DNR, naudojant atvirkštinę transkripciją. Transpozonai, dar vadinami šokančiais genais, yra DNR atkarpos, kurios juda iš vieno genomo regiono į kitą. Jie dažnai suaktyvėja, kad iššoktų nuo didelio streso, vėžio ar senėjimo, ir laikomi stipriais genetinių pokyčių veiksniais.
Vienas iš labiausiai paplitusių žmogaus genomo transpozonų yra LINE1 retrotranspozonas, kuris yra galingas DNR skilimo mechanizmo ir atvirkštinės transkriptazės, fermento, kuris sukuria DNR molekules iš RNR šablono (pvz., Koronaviruso RNR), derinys. „LINE1 integracija turi labai aiškų pėdsaką“, – pažymi tyrėjai. „Virusinės sekos ir ląstelių DNR sandūroje yra 20 bazių porų dubliavimasis.” Kitas LINE1 tarpininkaujančios integracijos bruožas yra LINE1 endonukleazės seka. Mokslininkai nustatė šias savybes beveik 70 procentų DNR, turinčių viruso sekas, tačiau ne visus: matyt, virusinė RNR gali integruotis į ląstelių DNR per kelis mechanizmus.
Tyrėjai taip pat išanalizavo paskelbtus įvairių tipų mėginių, įskaitant tuos, kurie paimti iš koronaviruso pacientų, RNR išrašų duomenų rinkinius. Taigi buvo įmanoma nustatyti šių pacientų ląstelėse perrašytų genų, kuriuose yra viruso sekų, dalį, kurią galima gauti iš integruotų viruso kopijų. Procentai įvairiuose mėginiuose buvo skirtingi, tačiau kai kuriems santykinai didelė virusinių transkripcijų dalis buvo perrašyta iš viruso genetinės medžiagos, įterptos į genomą.
Mokslininkai ne tik skaičiavo nuorašus, kuriuose buvo virusinės medžiagos, bet ir žiūrėjo, kuria kryptimi jie buvo skaitomi. Jei viruso rodmenys buvo gyvų virusų ar ląstelėje esančių virusinių RNR rezultatas, galima tikėtis, kad dauguma stenogramų bus perskaityta teisinga tirtų sekų orientacija (laboratorijoje užkrėstose ląstelėse daugiau nei 99 proc. turi teisingą orientaciją). Tačiau jei nuorašai buvo atsitiktinio viruso integravimo į genomą rezultatas, įvyktų padalijimas: pusė būtų skaitoma į priekį, o kita pusė būtų skaitoma atgal, palyginti su šeimininko genais. Tai darbo autoriai matė kai kurių pacientų pavyzdžiuose.
Žinoma, reikės daugiau duomenų, kad būtų galima tiksliai nustatyti, koks šis reiškinys yra realiame gyvenime. Tikriausiai tik kai kurios žmogaus ląstelės patiria bet kokią virusinę integraciją. Jei imsime kitą RNR virusą, kuris yra įterptas į ląstelės-šeimininkės genomą, tik 0,001–0,01 proc. Užkrėstų ląstelių būtų įterpta patogeno DNR. Žmonių SARS-CoV-2 integracijos dažnis dar nėra žinomas. „Integruojamų ląstelių procentas gali būti labai mažas“, – pridūrė mokslininkai. – Bet net jei taip nutinka retai, milijonai žmonių jau yra užkrėsti, ar ne?
