Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Ученые продолжают совершенствовать компьютерные модели для того, чтобы с большей точностью определить истинный возраст линий РНК-содержащих вирусов. Прежние оценки возраста коронавирусов с использованием расчетов по методу молекулярных часов приводили к заключению, что возраст коронавирусов не превышает десяти тысяч лет, что противоречит данным о географическом распределении разных, но эволюционно родственных коронавирусов, инфицирующих различные виды летучих мышей, обитающих во множестве регионов разных континентов. Новые методологии, учитывающие возможность субъективных ошибок наблюдателя, которые неизбежно происходят, когда современные геномные данные экстраполируют на события давней истории, показывают, что предковые коронавирусы инфицировали птиц и млекопитающих почти триста миллионов лет назад (Wertheim et al., 2013). Строгий очищающий отбор замаскировал миллионы лет эволюционной истории коронавирусов. То же самое, скорее всего, окажется верным и для других РНК-содержащих вирусов, чья эволюционная история была искусственно обрублена некорректными оценками. Представляется, что современные РНК-содержащие вирусы являются прямыми потомками их древних форм. Потенциал эволюционных изменений у них был в значительной степени обуздан естественными хозяевами, к которым эти вирусы адаптировались. Вирусы, однако, могут сорваться с цепи, если становятся объектом изменившегося давления отбора при попадании во враждебное окружение клеток новых хозяев. Коронавирусы являются поистине древними линиями, которые инфицировали птиц и летучих мышей десятки или сотни миллионов лет назад. Представляется, что обитающие по всему миру летучие мыши являются природным резервуаром коронавирусов (и многих других вирусов тоже). За это длительное время они эволюционировали в инфекционные агенты, вызывающие легкое бессимптомное заболевание, но при попадании в клетки нового хозяина те же вирусы могут начать быстро эволюционировать и вызывать истинно современные заболевания. Недавним примером такой трансформации служит эпидемия тяжелого острого респираторного синдрома, который в настоящее время представляет угрозу для здоровья мира.

Признание возникших ВИЧ-1 и ВИЧ-2 человеческими эпидемическими вирусами привело к интенсивным исследованиям лентивирусов. Очень скоро были открыты и классифицированы почти сорок лентивирусов приматов со всеми их природными хозяевами; почти все из этих вирусов являются причиной иммунодефицита у обезьян. Ученым хотелось больше узнать о ВИО, потому что эти вирусы породили зоонозные линии, вызвавшие вспышку СПИДа среди людей. Удалось приблизительно проследить, когда ВИО был передан от низших обезьян к шимпанзе, а затем к людям, вызвав вспышку инфекции ВИЧ-1, и когда ВИО был передан от дымчатых мангобеев людям в форме ВИЧ-2, но главные вопросы остались нерешенными. Ответ на эти вопросы может иметь большое значение для разработки будущих методов лечения и вакцин. Как долго лентивирусы инфицируют приматов? Почему ВИЧ-1 смертелен для азиатских обезьян, но легко протекает у их африканских сородичей? Эта разница легко объяснима: африканские низшие обезьяны адаптировались к вирусу африканского происхождения, став его естественными хозяевами. Однако механизм этой адаптации в настоящее время понятен лишь отчасти. Вирусологи считают, что для развития такого взаимного приспособления вирусов и хозяев был необходим длительный период коэволюции, продолжительностью, вероятно, в миллионы лет. Пробы, использованные для датирования проникновения ВИЧ в организм человека, были собраны в тот период, когда вирус уже в течение достаточно долгого времени эволюционировал в клетках человека. Эти пробы позволили очень точно датировать эволюционную дивергенцию ВИО и ВИЧ, так как нуклеотидные последовательности, доступные ученым, представляли практически весь период эволюционной дивергенции. Не требовалось никакой экстраполяции; ученым не пришлось гадать относительно сроков. Для того чтобы прозондировать происхождение линий ВИО, требуется большая степень экстраполяции современных данных на прошлое, чтобы установить даты возникновения этих древних линий. К сожалению, ученые не располагают ископаемыми остатками эндогенных ретровирусов; признаки лентивирусных эндогенных ретровирусов в геномах приматов не обнаружены. Лентивирусы лишь недавно были обнаружены в форме эндогенных ретровирусов в геномах отдаленных родичей приматов – кроликов (потом они были обнаружены у малагасийских лемуров и хорьков). Очевидно, лентивирусы на самом деле являются древней вирусной линией, инфицирующей и включающейся в геномы разнообразных млекопитающих, но что можно сказать об их связи с приматами?