Co už víme a co nevíme o fungování našeho viru (SARS-CoV-2)?

Spor o umělý původ viru:

HlídacíPes uveřejnil článek "Virus ze zkumavky? Expertům chybí důkazy pro výroky bioložky a mediální hvězdy Pekové" polemizující s populární zastánkyní názoru umělého původu viru. Ponechejme nyní otázku umělého původu stranou a podívejme se, jak náš virus (mám na mysli SARS-CoV-2, který je aktérem současné epidemie) funguje. Cituji nejdříve stručnou představu o jeho fungování, která je dána ve výše zmíněném článku:

"Problematické je i tvrzení doktorky Pekové, že SARS-CoV-2 nemohl získat svoji schopnost vstoupit do buňky přes ACE2 receptor od netopýrů. ACE2 je enzym (druh proteinů, urychlující chemické reakce v těle, pozn. red.), který se přirozeně objevuje na povrchu lidských buněk v plicích, střevech a dalších částech těla a jeho hlavní funkcí je snižovat krevní tlak.

Kromě toho jej ale některé druhy virů – například právě SARS-CoV-2 – používají jako "vstupní bránu" do buňky. Jak však dokazují vědecké studie, struktury nutné pro využití tohoto receptoru mají i netopýří, luskouní a jiné koronaviry, včetně viru RaTG13, který je novému koronaviru vůbec nejpříbuznější."

Ve zdrojích k článku v Hlídacím psu se mj. uvádí (interpretuji volněji, aby bylo lépe srozumitelné, odlišuji barevně):

SARS-CoV-2 a SARS-CoV patří do skupiny koronavirů, jejichž genom je jednovláknová RNA složená z asi 30 kb nukleotidů. SARS-CoV-2 kódují nejméně čtyři hlavní strukturální proteiny:

- spike (hrotový) protein (S),

- membránový protein (M),

- obalový protein (E),

- nukleokapsidový protein (N).

S protein, který je glykoproteinem typu, vyčnívá z povrchu viru a může kontaktovat hostitelskou buňku dříve. Protein S přitahoval velkou pozornost díky své funkci ve vazbě na receptor.
Angiotensin-konvertující enzym 2 (ACE2) je obsažen v srdci, játrech, varlatech, ledvinách, střevech a dalších tkáních. Má fyziologické funkce při regulaci funkce srdce a ledvin a při kontrole krevního tlaku. Nedávno bylo zjištěno, že lidský ACE2 podporoval vstup SARS-CoV-2 do buněk. Vazebná doména receptoru SARS-CoV-2 interaguje s lidským ACE2. ACE2 lze chápat jako receptor pro SARS-CoV-2.
Specifičnost interakce mezi virem a receptorem určuje chování v hostitelích a rozsah hostitelů. Za původ SARS-CoV-2 se považuje netopýr. Nicméně přechodný hostitel není jasný a některé studie naznačují. Není jasné, kteří savci se podílejí na vývoji SARS-CoV-2 a která zvířata mohou být infikována SARS-CoV-2. Při sekvenčním seřazení klíčových aminokyselin vázajících se na vázací doménu receptoru v ACE2 byla predikována interakce mezi touto doménou SARS-CoV-2 / SARS-CoV a savčím ACE2. Na základě potenciální interakce mezi S proteinem a savčím ACE2 se předpokládá, že SARS-CoV-2 / SARS-CoV si zachovala schopnost infikovat mnoho savců, včetně koček, psů, pangolinů a čínských křečků. Ze strukturální stimulace jsme identifikovali, že N82 v ACE2 vykazuje těsnější kontakt s F486 proteinu SARS-CoV-2 S ve srovnání s M82 z ACE2.
Viz: https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7102515/?fbclid=IwAR1r-GSqIG3JkQ9hTmNxp02ujLf24ul6mgGu-uUz9pLQPbT9mN_u8EuYTDE

Názorně si to lze představit takto:

Zarovnání vazebného motivu receptoru(RBM)  S proteinů ze SARS-CoV-2 a SARS-CoV.

 

(A)

Sekvenční seřazení vazebného motivu receptoru (RBM) oblasti S proteinu ze SARS-CoV-2 a SARS-CoV.

▲ představuje šest klíčových aminokyselin v S proteinu interagujících s lidským ACE2. Pro SARS-CoV jsou to Y442, L472, N479, D480, T487 a Y491.

S proteinová sekvence SARS-CoV-2 pochází z YP_009724390.1 a S proteinová sekvence SARS-CoV pochází z NP_828851.1.

(B)

Sladění struktury ACE2 rozpoznávání vazebné domény receptoru (RBD) od SARS-CoV-2 a SARS-CoV. Lidský ACE2 (hACE2), SARS-CoV-2 RBD a SARS-CoV RBD jsou v oranžové, modré a zelené barvě.

Viz: Tamtéž.

K tomu ode mne:

Čtenář si nyní může udělat určitou názornou představu o některých aspektech chování viru z hlediska jeho mikrobiologického a chemického složení. Článek dále pokračuje popisem experimentů souvisejících s možností přenosu koronavirů z jednoho typu živočicha na druhého. Hledá především konkrétní mechanismus, který našemu viru umožňuje vstoupit do hostitelské buňky. Motivem, ke kterému se článek hlásí, je najít, jak tomuto vstupu zabránit. Odpověď na tuto otázku by významně napomohla při hledání léku. Výsledky prezentované v článku jsou zatím velmi dílčí.

Ale co když je to naopak?

Jak "naopak"?

Začnu "historkou z natáčení", tedy ze svého studia matematiky. V prvním ročníku jsme měli matematickou logiku. Profesor Švec, starší pán přednášejí pisklavým hlasem (jeho ukrajinsky naladěné slovo "lóhika" slyším dodnes) nám uváděl příklad toho, jak nebezpečné je používat slovo "naopak". "Tuhle jsem v příloze novin četl popis podzimní přírody a kromě jiného tam byla tato věta: ´Na břehu rybníka dojila dívka kozu a ve vodě se vše odráželo naopak.´"

Používám tento příklad též a studentům se líbí. Do souvislostí s filozofickými aspekty vztahu našeho světa a zákona vyloučení třetího je nezasvěcuji. V rámci výuky. Ty, kteří mají zájem, mimo výuku ano.

Jak to může být naopak? Neustále se hledá způsob, jak se náš virus či jeho příbuzní mohou dostat do nějaké buňky nějakého živočicha. Smysl tohoto pátrání je zřejmý, ale co když je právě zde k řešení problému nutno přistoupit z opačné strany?

Budu konkrétnější. Náš virus i jeho příbuzní představují svým způsobem dokonalé dílo přírody. Měli by poměrně rychle mutovat ve smyslu vytváření různých evolučních variant a obsazovat replikační prostor:

- Přenášet se z jednoho typu buněk v určitém organismu na druhé.

- Přenášet se z jednoho živočicha na druhého.

Jak se zdá, neděje se to (naštěstí) tak rychle, jak by se dalo očekávat či předpokládat. Co když místo hledání toho, jak virus může proniknout do buňky, je nutno hledat pravý opak. Tj. jaké mechanismy v jeho struktuře omezují jeho příliš rychlé pronikání do buněk. Například tím, že ho vedou k velké selektivnosti ("labužnické vybíravosti"). Možná je evolučně naprogramován tak, aby sám sebe omezoval v rozšiřování replikačního prostoru a potlačování těch mutací, které by chtěly přijít s "inovacemi", pokud jde o rozšíření replikačního prostoru.

Proč by to dělal? Že to nedává smysl? – Ale dává! Vždy přece nejde o nic jiného než o to, jak zajistit, aby se dodržovaly dohody o společném spásání pastviny. Z matematického hlediska je to naprosto stejný problém. A právě strategie dodržování dohod (která, aby se udržela, musí mít ještě určité modifikace, ke kterým se dostanu v dalším pokračování) je evolučně stabilní strategií.

V dlouhodobé historii probíhalo patrně zdokonalování našeho viru právě tímto směrem, protože ty vývojové větve, které šly jiným směrem, prostě nepřežily. Spásaly pastvinu příliš rychle a vymřely i spolu s jejich hostiteli. Náš virus je potomkem historické zkušenosti z velkých vymírání z nenažranosti. V tomto směru (umírněnosti, kooperace, stability) je možná mnohem dále než my, lidé. Ona na něm měla příroda také možnost mnohem déle pracovat.

(Pokračování jakmile si pro něj vytvořím časový prostor.)