Поймай меня, если сможешь
«Известия» нашли патент на «невидимую» сборку генома коронавирусов
Патогенная инженерия: «Известия» нашли патент на «невидимую» сборку генома вирусов
Способ сборки генома вирусов, позволяющий создавать новые патогены без видимых следов лабораторного вмешательства, был запатентован еще в 2002 году, выяснили «Известия». Технология принадлежит Ральфу Барику из Университета Северной Каролины. С 2015 года он сотрудничает с другим ведущим экспертом по генетическому взаимодействию коронавирусов летучих мышей и человека — Ши Чжэнли из Уханьского института вирусологии. Если применен метод Барика, узнать, что вирус доработан в лаборатории, невозможно, говорят опрошенные «Известиями» эксперты. Впрочем, существование такого метода не доказывает, что он был применен к коронавирусу, вызвавшему нынешнюю пандемию, подчеркивают ученые.
20 лет назад
Научные статьи и патенты, появившиеся до пандемии, довольно подробно описывают возможности по направленной сборке вирусных геномов. Один из пионеров в этой области — американский ученый Ральф Барик из Университета Северной Каролины. Ученый работал с коронавирусами всю жизнь, а в 2015 году написал совместную статью с китайским ученым Ши Чжэнли из Уханьского института вирусологии. Работа посвящена увеличению патогенности коронавирусов, писали «Известия» ранее.
Ральфу Барику принадлежит несколько патентов. В 2002 году была принята его заявка на изобретение под названием «Способы получения рекомбинантного коронавируса» (№ 7279327). В этом патенте описан способ направленной доработки вирусов семейств Coronaviridae (коронавирусы) и Arteriviridae.
«В настоящее время предпочтительны коронавирусы», — написано в патенте.
Там сказано, что «хотя настоящее изобретение описано в первую очередь в отношении вируса трансмиссивного гастроэнтерита свиней (вызывается коронавирусом. — «Известия»), изобретение может быть реализовано с любым коронавирусом, такими как респираторный коронавирус человека, респираторный коронавирус свиней, коронавирус собак, кишечный коронавирус кошек, вирус инфекционного перитонита кошек, кроличий коронавирус, вирус гепатита мышей».
Согласно целям и задачам
Также в патенте отмечено, что метод позволяет «перенацелить» коронавирус на любые виды млекопитающих. Кроме того, в документе сказано: «вставка может быть произведена из любой ДНК и РНК, в частности из источника, не являющегося коронавирусом». Это чрезвычайно расширяет возможности тех, кто вносит направленные изменения в геном.
— Вирусы — это те организмы, которые самостоятельно приспособились доставлять информацию в наши клетки. С этой точки зрения они очень интересны ученым, — объяснил руководитель лаборатории геномной инженерии МФТИ Павел Волчков. — Вирусы человека представляют огромный интерес с этой точки зрения. Американцы и китайцы начиная с 2002 года, когда стартовал первый SARS-CoV, стали особенно вкладываться в эти исследования. Параллельно они стали развивать инструменты обратной генетики. С помощью этих инструментов можно, следуя инструкции в виде четырехбуквенного генетического кода, полностью синтезировать геном вируса.
Павел Волчков подчеркнул: речь не о придумывании полностью нового вируса, а о его сборке «по инструкции».
Александр Плонский
— Если ученые имеют возможность собрать вирус методами обратной генетики, то они могут и вставить туда любые замены, — объяснил эксперт. — И сейчас эти модификации можно сделать абсолютно «бесшовными».
Невидимый творец
Позже, в 2006 году, Ральф Барик зарегистрировал патент под названием «Композиции коронавирусов с рекомбинационно-устойчивым геномом» (№ 7618802).
— Данный патент (как и предыдущий № 7279327) описывает на примере коронавирусов, в том числе SARS-CoV, как можно создать разные синтетические жизнеспособные или частично активные варианты вируса для исследовательских целей, — объяснил профессор кафедры геномики и биоинформатики СФУ, профессор Геттингенского университета Константин Крутовский. — Они могут быть как идентичными исходным вирусам, так и такими, которые не встречаются в природе. Однако они способны инфицировать культуры клеток человека и лабораторных животных.
Благодаря открытиям Ральфа Барика сборку геномов можно производить без каких-либо признаков человеческой работы. Ученый назвал это методом «не вижу меня» (no-see-ums method) и утверждал, что он имеет «широкое и в значительной степени недооцененное применение в молекулярной биологии». Свой метод Ральф Барик называл в честь невидимых кусающих насекомых, которых можно встретить на пляжах Северной Каролины. В народе они называются no-see-ums («невидимки») и входят в группу кровососущих мелких насекомых под общим названием «гнус».
Вирусолог Ши Чжэнли (слева) работает со своей коллегой в лаборатории P4 Уханьского института вирусологии, 2017 год
В 2015 году Ральф Барик начал сотрудничать с выдающимся знатоком коронавирусов Ши Чжэнли из Уханьского института вирусологии.По сведениям журнала Intelligencer, в 2015-м лаборатория Ральфа Барика получила $8,3 млн от Национального института здоровья, в 2016-м — $10,5 млн.
Загадочная вставка
Наличие методов «бесшовного» внедрения вставок в геномы коронавирусов, а также их целенаправленной сборки еще не означает, что SARS-CoV-2 имеет лабораторное происхождение.
Как известно, наиболее подозрительной ученые считают фуриновую вставку в геноме коронавируса, которая состоит из 12 нуклеотидов. Специалисты сходятся во мнении, что эта вставка не могла появиться внутри генома SARS-CoV-2 ни путем дупликации, ни путем рекомбинации с геномами того же вируса. Там совсем другой нуклеотидный состав.
«Известия» обратились за пояснениями к вирусологу, ведущему научному сотруднику Национального центра биотехнологической информации Национальной медицинской библиотеки национальных институтов здравоохранения США, признанному эксперту в эволюционной и вычислительной биологии Евгению Кунину. Несколько месяцев назад ученый взялся за изучение «подозрительной» вставки в геноме коронавируса и вопроса о ее происхождении.
— Нет, мы не узнали, откуда конкретно происходит фуриновая вставка, и вряд ли когда-нибудь узнаем, — сказал «Известиям» Евгений Кунин. — Это всё же очень короткая нуклеотидная последовательность, и если она изменилась после приобретения вирусом, то дело безнадежное. Однако мы достигли известного прогресса в выяснении происхождения других вставок в геноме SARS-CoV-2. Они возникают не так уж редко в результате ошибок вирусной РНК-полимеразы. Ничего таинственного, конечно, в этом нет.Происхождение вставки также расследовал известный российский биоинформатик Александр Панчин. По его словам, появление фуриновых сайтов происходило независимо шесть раз у бетакоронавирусов. Ученый сослался на исследование, опубликованное в Stem Cell Research.
— Шесть раз — это минимум, только по известным бетакоронавирусам, — отметил Александр Панчин. — Поэтому если на основе такой вставки выводить искусственность SARS-CoV-2, то в искусственности придется обвинить целую кучу вирусов, некоторые из которых существуют довольно давно и людей не заражают.
Биоинформатик согласен с тем, что «напечатать» можно абсолютно любой вирусный геном.
— Но из того, что что-то теоретически можно создать в лаборатории, отнюдь не вытекает, что это было создано в лаборатории, — подчеркнул Александр Панчин. — Вопрос о том, допускаю ли я какую-то вероятность лабораторного происхождения SARS-CoV-2, напоминает мне вопрос о существовании Бога. Допускать можно всё что угодно, но в науке принято всё же предоставлять доказательства.
Как известно, в отношении лабораторного происхождения нового коронавируса таких доказательств пока нет.