Побег из Уханя

Фуриновый сайт

Аргумент относительно ACE2 может показаться натянутым — мало ли каковы причуды эволюции. «Приспособить шип — это поменять парочку аминокислот, — говорит Константин Чумаков, — это несложно». Так что необыкновенная оптимальность SARS2 могла случиться и естественным путем.

Куда сложнее выдвинуть тот же аргумент относительно фуриновой вставки, она же — furin cleavage site.

Поглядим на нее вместе с Юрием Дейгиным и Николасом Вейдом и для начала объясним, что это за зверь.

Знаменитый шип, S-белок коронавируса, состоит из двух субъединиц.

Одна часть S-белка (S1) распознает белок ACE2 — тот самый, с которым и связывается вирус. А вторая часть (S2) помогает уже связанному с клеткой вирусу слиться с мембраной клетки.

После того как это произошло, вирус впрыскивает свой геном в клетку, и клетка, вместо того чтобы обслуживать организм, начинает обслуживать своего нового хозяина — вирус. Чтобы это произошло, S1 и S2 должны быть разделены с помощью некоего механизма.

Этого механизма у вируса нет, потому что у него почти ничего своего нет, кроме цепочки нуклеотидов и оболочечных белков. Вирус тем и живет, что заставляет работать на себя механизмы клетки. А вот в клетке такие механизмы есть. В частности, в ней есть фермент фурин, который выполняет роль молекулярного ножа. Он режет белки там, где нужно.

А где нужно? Для этого есть инструкция. Как только фурин видит последовательность белков «пролин — аргинин — аргинин — аланин» или PRRA, он режет.

Цепочка «пролин — аргинин —аргинин — аланин» — это, в переводе с белкового языка на человеческий, надпись «режь здесь».

«О том, что фуриновый сайт делает почти любой вирус более смертоносным, вирусологи догадались еще в 1992 году, — пишет д-р Стивен Кей. — В литературе описано по крайней мере 11 экспериментов gain of function, связанных с добавлением фуринового сайта, и одним из авторов этих статей является Ши Чженьли».

И что вы думаете? Фуриновый сайт — надпись «режь здесь», которая сидит между S1 и S2, — отсутствует у RaTG13, но есть у SARS2.

Как мог этот SARS2 заполучить этот сайт?

Конечно, он мог возникнуть сам собой. Но это малоправдоподобно.

Четыре аминокислоты — это 12 нуклеотидов, расположенных в правильном порядке. Это довольно сложная фраза на белковом языке.

Конечно, в процессе эволюции природа сочиняет и еще более сложные фразы. И если бы речь шла о какой-то новой, не имеющей аналогов комбинации, то мы бы могли с уверенностью сказать, что это результат эволюции.

Но фуриновый сайт-то как раз аналоги имел! А опыты по вставкам фуринового сайта в коронавирусы были, как мы увидим, повсеместным поветрием. Года не проходило, чтобы его не вставили. В данном случае получалось, что природа, печатая вслепую на машинке, не просто напечатала нужную фразу — она напечатала именно ту фразу, которая хранилась у экспериментатора в соседней комнате.

Разумеется, SARS2 мог заполучить фуриновый сайт другим способом, а именно — рекомбинацией. Если два родственных друг другу вируса оказываются в одной и той же клетке, то они могут обменяться генетической информацией, и тогда новый вирус будет собран из кусков и «запчастей» своих предшественников. Рекомбинация для вирусов — это то же, что половое размножение для высших животных. SARS2 является бета-коронавирусом, и он мог бы заимствовать фуриновый сайт у любого другого бета-коронавируса.

Проблема в том, что ни один близкий родственник SARS2 — вообще ни один коронавирус, геном которого более чем на 40% совпадает с SARS2, — не имеет фуринового сайта. «Он им попросту не нужен, — объясняет Юрий Дейгин, — для заражения летучих мышей фуриновый сайт не требуется».

Что же остается? Gain of function. Ши Чженьли знала о фуриновом сайте, она работала с фуриновым сайтом, — и SARS2, в отличие от RaTG13, имеет фуриновый сайт.

Одно это уже настораживало бы.

Однако Юрий Дейгин первым заметил еще одну поразительную вещь.

ДНК и РНК несут в себе генетическую информацию, которую они кодируют с помощью нуклеотидов. Нуклеотиды, собранные по три в кодон***, кодируют какую-нибудь аминокислоту. При этом нуклеотидный код имеет высокую избыточность. Ведь аминокислот всего 20, а число возможных комбинаций трех нуклеотидов — 64. Поэтому многие аминокислоты кодируются разными комбинациями.

Фишка тут в том, что разные организмы имеют разные преференции в том, что касается этих комбинаций. Они, если угодно, пользуются разными языками. К примеру, в человеческом организме аргинин обычно кодируется сочетаниями CGT, CGC или CGG. А вот коронавирусы сочетание CGG почти не используют.

Так вот — последовательность аминокислот, которая составляет фуриновый сайт у SARS2, proline-arginine-arginine-alanine, кодируется как последовательность нуклеотидов CCT-CGG-CGG-GCА.

Иными словами, SARS2 не просто имеет, в отличие от RaRG13, фуриновый сайт. Он имеет фуриновый сайт, в котором аргинин закодирован с помощью кодона, который используется коронавирусами лишь в 5% случаев, а двойная комбинация CGG-CGG не встречается нигде.

Объяснить это естественной эволюцией довольно сложно. «А вот если речь идет о бегстве из лаборатории, двойной кодон CGG не является сюрпризом. Кодон, который предпочитают человеческие клетки, постоянно используется в лабораториях. Так что тот экспериментатор, который хотел бы вставить фуриновый сайт в геном вируса и синтезировал бы последовательность нуклеотидов, порождающую PRRA, в лаборатории, скорее всего, использовал бы для этого кодоны CGG», — пишет Вейд.

«Фуриновый сайт — это smoking gun, особенно два кодона CGG, — говорит Константин Чумаков. — Если вставка произошла бы природным путем, то тогда бы речь шла о рекомбинации из вирусов, у которых фуриновый сайт уже есть, а тогда откуда там двойной CGG, если это вирус тоже летучей мыши? Это вполне согласуется с идеей, что это было сделано искусственно».