Вирусы. Драйверы эволюции. Друзья или враги?

Воробей и его коллеги (Wertheim, Worobey, 2009) были первыми, кто исследовал происхождение линий ВИО, которые затем были переданы людям от шимпанзе и дымчатых мангобеев в виде ВИЧ. Ученые попытались идентифицировать самого недавнего общего предка этих двух вирусов с помощью ретроградной экстраполяции дивергенции их нуклеотидных последовательностей с течением времени, используя современный компьютерный метод, называемый «релаксированной датировкой с помощью молекулярных часов» (relaxed molecular clock dating). Результаты оказались неожиданными. Выяснилось, что SIVcpz, вирус, превратившийся у человека в ВИЧ-1, инфицировал шимпанзе всего 500 лет назад; SIVsmm, который затем превратился в ВИЧ-2, инфицировал дымчатых мангобеев всего двести лет назад. Когда генеалогическое дерево лентивирусов приматов было исследовано в целом, то было обнаружено, что оно существует не более тысячи лет. Эти данные не соответствовали чаяниям эволюционных биологов. Они-то думали, что непатогенные штаммы ВИО должны быть результатом длительной коэволюционной адаптации вирусов и хозяев. Если самое раннее инфицирование приматов лентивирусами произошло между тысячью и двумя тысячами лет назад, то необходимо предположить, что либо их предковые вирусы не были патогенными для приматов, либо приматы с поразительной быстротой адаптировались к инфицированию патогенными лентивирусами. Эти сценарии, очевидно, не соответствуют совершенно иной патогенности, которую ВИО демонстрирует при инфицировании естественных и иных хозяев (см. главу 9).

Решение этой головоломки было найдено в следующем году, когда Воробей и его сотрудники предприняли филогеографический анализ некоторых видов ВИО и их хозяев – обезьян, что позволило установить временные опорные точки и откалибровать ход эволюционных часов ВИО (Worobey et al., 2010). Авторов вдохновляла возможность воспользоваться географическими изменениями, происшедшими на побережье экваториальной Гвинеи 10–12 тысяч лет назад. Повышение уровня моря создало изолированный водой участок суши, который в настоящее время называется островом Биоко. Ученые сообщили об обнаружении там шести разных видов низших обезьян, из которых было выделено четыре различных вида ВИО, три из которых были науке неизвестны. Четвертый вирус, SIVdrl-Bioko, инфицирующий островных мандрилов, есть результат дивергенции материкового вируса, которая происходила в изоляте на протяжении 10 тысяч лет. Было обнаружено, что материковые мандрилы являются хозяевами для отличного от островного, но родственного ему типа ВИО. Ученые смогли, таким образом, заключить, что общий предок SIVdrl-Bioko и SIVdrl (современный материковый вирус) инфицировал популяцию мандрилов до того, как в результате повышения уровня моря образовался остров Биоко. Вооружившись этим знанием, ученые заключили, что дивергенция нуклеотидных последовательностей, разделившая островные и материковые вирусы, происходила (по меньшей мере) десять тысячелетий. Были рассчитаны частоты нуклеотидных замен – 10^–6 замены на сайт в год, это на три порядка медленнее, чем было рассчитано на основании компьютерных моделей. Пересмотренные данные филогенетического анализа ВИО поместили самого недавнего общего предка в точку, отстоящую от нашего времени на 76 тысяч лет, этот результат подтверждает древность происхождения лентивирусов приматов и длительность коэволюции, необходимой для развития коадаптации вирусов и естественных хозяев (обезьян). Исследование оканчивается минорной нотой: если это верно, то надежды на то, что эволюция скоро сделает ВИЧ непатогенным для человека, являются, судя по всему, призрачными.

Арбовирусы: трансмиссивные вирусы