Нанотехнологическое сообщество Нанометр, все о нанотехнологиях
на первую страницу Новости Публикации Библиотека Галерея Сообщество Объявления Олимпиада ABC О проекте
 
  регистрация
помощь
 

2019-nCoV: очередной коронованный убийца?

Ключевые слова:  Elsevier, Nature, геном коронавируса, коронавирусы человека, научные статьи, памятка Минздрава, свободный доступ

Автор(ы): Анна Петренко

Опубликовал(а):  Палии Наталия Алексеевна

11 марта 2020

Если вы заглядывали в новостную ленту в последние дни, вряд ли от вас ускользнули тревожные сообщения о распространении нового коронавируса 2019-nCoV. Минздрав РФ выпустил памятку для информирования граждан о коронавирусе и необходимых мерах защиты от инфекции (Рисунок 1) (от ред.)


Рисунок 1. Памятка Минздрава РФ

Ведущие международные научные издательства предоставляют бесплатный доступ к статьям, посвященных изучению коронавируса 2019-nCoV, информируя ученых, медиков, студентов о новейших результатах исследований, стартовая страница Google Scholar прелагает поиск статей по исследованию COVID-19 (Рисунок 2) (от ред.)

Рисунок 2. Публикации по COVID-19: открытый доступ к статьям по издательств Elsevier (a) и Nature (б), стартовая страница Google Scholar с возможностью поиска в крупнейших научных базах (в).


2019-nCoV — что мы знаем сегодня

Сразу оговоримся: о новом вирусе пока известно мало, поскольку анализ и интерпретация результатов требуют времени. Однако уже выяснено, что 2019-nCoV (рис. 3ав) относится к коронавирусам: в это семейство входят и широко распространенные вирусы, вызывающие легкие респираторные симптомы, и такие опасные вирусы как SARS-CoV и MERS-CoV (подробнее о них ниже). Свое название они получили за форму расположения шипиков на поверхности: кажется, что вирус окружен короной.

Визуализация 2019-nCoV Вирус 2019-nCoV Вирус 2019-nCoV 1/3

Рисунок 3а. Визуализация 2019-nCoV с помощью трансмиссионной электронной микроскопии: изолированные частицы вируса (слева) и вирус в клетках дыхательных путей человека (справа; отмечен стрелками)

[14]

Сейчас идет разработка лекарств, которые ингибируют заражение на разных стадиях цикла репликации вируса, и вакцин от SARS-CoV/MERS-CoV. Однако пока специфических препаратов от коронавирусов нет, и лечение заключается в поддерживающей терапии, назначенной по состоянию пациента [2].

Биологический экскурс в жизнь коронавирусов

Коронавирусы представляют собой сферические частицы диаметром 100–160 нм и содержат (+)ssRNA (кодирующую одноцепочечную РНК) размером более 27 т.п.н. Две трети генома с 5′-конца кодируют белок pp1ab, который расщепляется на 16 неструктурных белков, участвующих в транскрипции и репликации генома. 3′-конец кодирует структурные белки (рис. 4а и б) [3].

Строение и генетический цикл коронавируса Жизненный цикл коронавируса SARS-CoV 1/2

Рисунок 4а. Строение и генетический цикл коронавируса. Слева: общий вид. Справа: схема репликации.

[3]

Семейство Coronaviridae разделяют на основе анализа филогенетических связей на четыре рода: α, β, γ и δ. Первые два инфицируют только млекопитающих. Остальные поражают птиц, но некоторые из них также могут заражать млекопитающих. α- и β-коронавирусы обычно вызывают респираторные заболевания у людей и гастроэнтерит у животных [4].

Точный механизм повреждения легких и причины болезни у человека остаются до конца не изученными. Известно, что, например, SARS-CoV преимущественно поражает эпителиальные клетки легких. Вирус способен проникать в макрофаги и дендритные клетки, но приводит только к абортивному заражению (то есть новые вирионы при таком заражении не образуются). Тем не менее инфекция этих типов клеток может иметь большое значение для развития провоспалительных процессов [5].

До вспышки SARS-CoV 2002–2003 годов считалось, что у людей коронавирусы вызывают только легкие респираторные инфекции [5].

Что еще известно о самом вирусе 2019-nCoV? Очень мало. Вирус может передаваться от человека к человеку воздушно-капельным путем (сначала исследователи решили, что вирус распространяется только через мясо, которое продавали на рынке в Ухане, но, к сожалению, эта надежда не оправдалась). ВОЗ подтвердила, что в Ухане идентифицированы случаи заражения четвертого поколения (то есть когда первый человек заражает второго, второй третьего, а третий четвертого), а за пределами Уханя — второго поколения.

Даже источник вируса пока определить не удалось: очевидно только, что это мясо дикого животного (подробнее об этом ниже). Одно из предположений, выдвинутое китайскими учеными, — что природным резервуаром для вируса являются змеи [6], однако оно уже получило множественную критику от коллег.

Центры по контролю и профилактике заболеваний выпустили руководство для медицинских работников по идентификации симптомов коронавируса 2019-nCoV. В нем идет речь о лихорадке и о таких симптомах заболевания нижних дыхательных путей как кашель и затрудненное дыхание.

Результаты анализа различных геномов вируса (например, GenBank: MN908947.3) показали, что он довольно близок к SARS-CoV, однако сделать однозначные выводы, насколько схожи клинические картины заболевания у этих двух вирусов, по этой информации нельзя [7].

В феврале 2020 года Калифорнийский университет в Санта-Круз (UCSC) опубликовал в интернете геном вируса 2019-nCoV (рис. 5).

Геном вируса 2019-nCoV и кодируемые им белки

Рисунок 5. Геном вируса 2019-nCoV и кодируемые им белки. Белки pp1ab и pp1a — неструктурные, продукты их расщепления участвуют в транскрипции и трансляции вирусного генома. S — белок Spike. E — белок оболочки. M — белок мембраны. N — белки нуклеокапсида.

Genome Composition and Divergence of the Novel Coronavirus (2019-nCoV) Originating in China

Уже известно, что 2019-nCoV взаимодействует с клетками посредством белков Spike (тех самых «шипов» на его поверхности), которые состоят из четырех компонентов: белков S1 и S2, составляющих эктодомен, трансмембранного якоря и короткого внутрикапсидного хвоста (рис. 6а). Именно эктодомен связывается с доменом RBD клеточного рецептора ACE2 (рис. 6б). По аминокислотному составу белку Spike 2019-nCoV наиболее близок белок SARS-CoV — сходство 76,47%.

Строение белка Spike Взаимодействие клеточного рецептора ACE2 с эктодоменом белка Spike 1/2

Рисунок 6а. Строение белка Spike. а — Вид сбоку. б — Вид сверху. в — Вид сверху при взаимодействии с клеточным рецептором.

Novel Coronavirus Antigens Now Available, рисунок адаптирован

Коронавирусы человека

Первый коронавирус человека описан в 1960-х годах. Сегодня известно семь коронавирусов, которые заражают человека и поражают его дыхательный тракт [2].

Менее опасные и широко распространенные 229E, NL63, OC43 и HKU1 обычно вызывают только легкие заболевания верхних дыхательных путей, похожие на ОРВИ. MERS-CoV, SARS-CoV и, видимо, новый 2019-nCoV вызывают более серьезные состояния вплоть до тяжелого острого респираторного синдрома (SARS). Особую опасность коронавирусы представляют для людей с ослабленной иммунной системой, в частности для новорожденных, детей и пожилых [8].

Эпидемии SARS-CoV и MERS-CoV

Электронно-микроскопическое изображение SARS-CoV

Рисунок 7. Электронно-микроскопическое изображение SARS-CoV в цитоплазме зараженной клетки

SARS-CoV Images

SARS-CoV (рис. 7), вызывающий тяжелый острый респираторный синдром (Severe acute respiratory syndrome), или «пурпурную смерть», впервые выявлен в Китае в ноябре 2002 года. Эпидемия 2002–2003 годов захватила более 8 тысяч людей, и 774 случая оказались смертельными. С 2004 года не было зарегистрировано новых случаев заражения.

Если вы интересуетесь эпидемиологией, обязательно почитайте про героического итальянского врача Карло Урбани, который, возможно, спас миллионы людей от болезни.

MERS-CoV, вызывающий Ближневосточный респираторный синдром (Middle East respiratory syndrome), идентифицирован в Саудовской Аравии в 2012 году. Последняя крупная вспышка заболевания произошла в Республике Корея в 2015 году, куда вирус завезли с Ближнего Востока — из Кувейта. Число погибших составило 33 человека благодаря оперативным действиям южнокорейского правительства.

Подробнее об этих вирусах можно почитать в статьях SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses [9] и Origin and evolution of pathogenic coronaviruses [4].

Коронавирусы человека относятся к зоонозным, то есть передаются человеку от животных. Такая ситуация не является чем-то редким. «Биомолекула», например, подробно писала об одной из самых громких эпидемий вируса гриппа, полученного от диких птиц, — об «испанке», унесшей жизни 50 миллионов человек [10]. Возможно, человечеству предстоит открыть еще миллионы вирусов, которые переносятся животными и еще не попали в организм человека [11].

Природным резервуаром многих коронавирусов считаются летучие мыши, а от них уже заражаются другие животные (рис. 8). Так, человек, предположительно, получил MERS-CoV от верблюдов — носителей вируса. Предыдущие вспышки тяжелого острого респираторного синдрома, вызванного коронавирусом SARS-CoV, также были вызваны передачей возбудителя человеку от животного: вероятно, через мясо циветы, куда тот попал от летучих мышей.

Источники заражения коронавирусами людей

Рисунок 8. Источники заражения коронавирусами людей: природные резервуары коронавирусов и их переносчики [4]

Так что неудивительно, что местом, откуда начал распространяться вирус, стал рынок (Huanan Seafood Wholesale Market) в Ухане, на котором продавались морепродукты и живые дикие животные для последующего употребления в пищу (рис. 9). Портал Channel New Asia указывает, что в прайс-листе рынка 112 позиций, среди которых — волки, циветы, лисы, крокодилы и змеи.

Рынок в Ухане

Рисунок 9. Рынок в Ухане, который стал источником распространения нового вируса

On the menu at Wuhan virus market: Rats and live wolf pups

Литература

  1. Novel Coronavirus (2019-nCoV) situation reports. WHO;
  2. Hulda R. Jonsdottir, Ronald Dijkman. (2016). Coronaviruses and the human airway: a universal system for virus-host interaction studies. Virol J. 13;
  3. Stephen N.J. Korsman, Gert U. van Zyl, Louise Nutt, Monique I. Andersson, Wolfgang Preiser. (2012). Human coronaviruses. Virology. 94-95;
  4. Jie Cui, Fang Li, Zheng-Li Shi. (2019). Origin and evolution of pathogenic coronaviruses. Nat Rev Microbiol. 17, 181-192;
  5. Anthony R. Fehr, Stanley Perlman. (2015). Coronaviruses: An Overview of Their Replication and Pathogenesis. Coronaviruses. 1-23;
  6. Wei Ji, Wei Wang, Xiaofang Zhao, Junjie Zai, Xingguang Li. (2020). Homologous recombination within the spike glycoprotein of the newly identified coronavirus may boost cross‐species transmission from snake to human. J Med Virol;
  7. Wuhan seafood market pneumonia virus isolate Wuhan-Hu-1, complete genome. (2020). NCBI GenBank;
  8. Esfandiari S. (2020). Here are the symptoms of the Wuhan coronavirus, according to a new CDC warning. ScienceAlert;
  9. Emmie de Wit, Neeltje van Doremalen, Darryl Falzarano, Vincent J. Munster. (2016). SARS and MERS: recent insights into emerging coronaviruses. Nat Rev Microbiol. 14, 523-534;
  10. Объяснена различная вирулентность вирусов гриппа — возбудителей «испанки»;
  11. Eschner K. (2020). The timing of the Wuhan coronavirus could be a global-health nightmare. Popular Science;
  12. Imai N., Dorigatti I., Cori A., Donnelly C., Riley S., Ferguson N.M. (2020). Report 2: estimating the potential total number of novel Coronavirus cases in Wuhan City, China. Imperial College London‌;
  13. Dennis Normile. (2020). China reports more than 200 infections with new coronavirus from Wuhan. Science;
  14. Na Zhu, Dingyu Zhang, Wenling Wang, Xinwang Li, Bo Yang, et. al.. (2020). A Novel Coronavirus from Patients with Pneumonia in China, 2019. N Engl J Med.


В статье использованы материалы: biomolecula.ru, Elsevier, imperial.ac.uk, Nature, SpringerNature, Минздрав РФ


Средний балл: 10.0 (голосов 2)

 


Комментарии
Рибавирин?
Нет, antiviral recombinant Interferon alfa 2B (IFNrec) (подробнее см. https://oncubanews.com/en/cuba/cuba-has-m edicines-for-thousands-of-possible-cases- of-covid-19/ и https://www.workers.org/2020/03/46641/).

Интересный обзор лекарственных препаратов https://mosmedpreparaty.ru/articles/19949
актуальная информация: на сайте ВОЗ - https://www.who.int/emergencies/diseases/ novel-coronavirus-2019/global-research-on -novel-coronavirus-2019-ncov

и на http://virological.org/

Для того чтобы оставить комментарий или оценить данную публикацию Вам необходимо войти на сайт под своим логином и паролем. Зарегистрироваться можно здесь

 

Солнце с молоком
Солнце с молоком

Все конкурсы юбилейной наноолимпиады открыты!
Открыты все конкурсы юбилейной XV Всероссийской олимпиады "Нанотехнологии - прорыв в будущее!" Как всегда, в ней найдет себя и школьник, и студент, и аспирант, и учитель, и молодой ученый. Удачи всем! Ждем ваших работ!

Перст-дайджест
В новом выпуске бюллетеня «ПерсТ»: Акустическая волна как смазка – звук гасит трение. Новый фуллерит из неклассического C32. Правила устойчивости для азота. Уроки природы. Глаз дрозофилы показал, как синтезировать многофункциональные нанопокрытия. Переключение долинной поляризации с помощью электрического поля.

Отборочный этап конкурса детских инженерных команд «Кванториада 2020»
С 20 ноября проводится международный конкурс детских инженерных команд «Кванториада 2020». Дедлайн отборочного этапа - 4 декабря 2020 года.

Спинтроника и iPod
В.В.Уточникова
В 1988 году Альберт Ферт и Петер Грюнберг независимо друг от друга обнаружили, что электросопротивление композитов, составленных из чередующихся слоев магнитного и немагнитного металла может невероятно сильно меняться при приложении магнитного поля. В течение десятилетия это, казалось бы, эзотерическое наблюдение революционным образом изменило электронную промышленность, позволяя накапливать на жестких дисках все возрастающий объем информации.

ДНК правит компьютером
Бидыло Тимофей Иванович
Наиболее вероятно, что главным революционным отличием процессоров будущего станут объемная (3D) архитектура и наноразмер составляющих, что позволит головокружительно увеличить количество элементов. Сегодня кремниевые технологии приближаются к своему технологическому пределу, и ученые ищут адекватную замену кремниевой логике. Клеточные автоматы, спиновые транзисторы, элементы логики на молекулах, транзисторы на нанотрубках, ДНК-вычисления…

Будущее техники отразилось в идеальном нанозеркале
Кушнир Сергей Евгеньевич
Свыше 99,9% падающего излучения отражает новое зеркало, построенное физиками США. А ведь толщина его составляет всего-то 0,23 микрометра. Специалисты говорят, что новинка способна улучшить параметры многих компьютерных устройств, где применяется лазерная оптика.

Технопредпринимательство в эпоху COVID-19

Небольшой опрос о том, как изменились подходы современного предпринимательства в контексте новых и возникающих форм ведения бизнеса, онлайн образования, дистанционных форм взаимодействия и коворкинга в эпоху пандемии COVID - 19.

Технонано

Технопредпринимательство - идея, которая принесет свои плоды при бережном культивировании и взращивании. И наша наноолимпиада, и Наноград от Школьной Лиги РОСНАНО, и проект Стемфорд, и другие замечательные инициативы - важные шаги на пути реализации этой и других идей, связанных с развитием новых высоких технологий в нашей стране и привлечением молодых талантов в эту вполне стратегическую область. Ниже приведен небольшой опрос, который позволит и нам, и вам понять, а что все же значит этот модный термин, и какова его суть.

Технопредпринимательство на марше

Мы традиционно просим вас высказать свои краткие суждения по вопросу технопредпринимательства и проектной деятельности школьников. Для нас очевидно, что под технопредпринимательством и под проектной деятельностью школьников каждый понимает свое, но нам интересно ваше мнение, заодно вы сможете увидеть по мере прохождения опроса, насколько оно совпадает или отличается от мнения остальных. Ждем ваших ответов!



 
Сайт создан в 2006 году совместными усилиями группы сотрудников и выпускников ФНМ МГУ.
Сайт модернизирован для ресурсной поддержки проектной деятельности учащихся в рамках ГК 16.647.12.2059 (МОН РФ)
Частичное или полное копирование материалов сайта возможно. Но прежде чем это делать ознакомьтесь с инструкцией.