Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

Ảnh minh họa virút corona

Theo kết quả được công bố hôm nay trên tạp chí Nature Medicine, phát hiện mới về virút corona SARS-CoV-2 xuất hiện ở thành phố Vũ Hán, Trung Quốc đã gây ra dịch COVID- 19 trên diện rộng và lan sang hơn 70 quốc gia khác là sản phẩm của tiến hóa tự nhiên.

Việc phân tích dữ liệu trình tự bộ gen đã công bố của SARS-CoV-2 và các virút có liên quan  không tìm thấy bằng chứng cho thấy virút này được làm ra từ phòng thí nghiệm hoặc được thiết kế.

“Bằng cách so sánh dữ liệu trình tự bộ gen hiện có với các dòng virút corona đã biết , chúng tôi có thể xác định chắc chắn rằng SARS-CoV-2 có nguồn từ quá trình tự nhiên”. Tiến sĩ Kristain Andersen, phó giáo sư nghiên cứu về miễn dịch và vi sinh vật và là tác giả của công trình nghiên cứu tại viện Scripps Research cho biết.

Ngoài TS. Andersen, các tác giả khác của bài báo “ Nguồn gốc gần nhất của SARS-CoV-2” bao gồm Robert F. Garry, thuộc Đại học Tulane; Adward Holmes, thuộc đại học Sydney và Andrew Rambaut, thuộc đại học Edinburgh, W. Ian Lipkin, thuộc đại học Columbia.

Virút corona là một họ virus lớn có thể gây bệnh ở nhiều mức độ nghiêm trọng. Bệnh nặng đầu tiên được biết đến do virút corona gây ra là Hội chứng hô hấp cấp tính nặng (SARS) xảy ra ở Trung Quốc năm 2003. Một đợt bùng phát dịch bệnh thứ hai bắt đầu vào năm 2012 tại Ả Rập Saudi với Hội chứng hô hấp cấp Trung Đông (MERS).

Ngày 31 tháng 12 năm 2019, nhà chức trách Trung Quốc đã cảnh báo đến Tổ chức Y tế Thế giời về sự bùng phát của một chủng virút corona mới gây bệnh nặng, sau đó được đặt tên là SARS-CoV-2. Tính đến ngày 20 tháng 2 năm 2020, gần 167.500 ca nhiễm COVID-19 đã được ghi nhận, mặc dù nhiều ca nhẹ hơn có thể đã không được chẩn đoán. Virút này đã giết chết hơn 6.600 người.

Ngay sau khi dịch bệnh bắt đầu, các nhà khoa học Trung Quốc giải trình tự bộ gen của SARS-CoV-2 và cung cấp dữ liệu cho các nhà nghiên cứu trên toàn cầu. Kết quả dữ liệu trình tự bộ gen đã giúp các nhà chức trách Trung Quốc nhanh chóng phát hiện dịch bệnh và số ca mắc COVID-19 đang gia tăng do sự lây truyền từ người sang người  sau khi xâm nhiễm vào quần thể người. TS. Andersen và cộng sự tại nhiều viện nghiên cứu khác đã sử dụng dữ liệu giải trình tự này để khám phá nguồn gốc và sự tiến hóa của SARS-CoV-2 bằng cách tập trung vào một số tính năng đặc biệt của virút.

Các nhà khoa học phân tích khuôn mẫu di truyền của các spike protein ở trên bề mặt của virút mà nó sử dụng để bắt lấy và xâm nhập vào màng của tế bào người và động vật. Cụ thể hơn, họ tập trung vào hai đặc tính quan trọng của spike protein: thụ thể bám (RBD), một loại neo bám bắt chặt vào trong tế bào chủ, và vị trí cắt, một phân tử có thể mở và cho phép virút mở ra và xâm nhập vào tế bào chủ.

Bằng chứng cho sự tiến hóa tự nhiên.

Các nhà khoa học phát hiện ra rằng phần RBD của spike protein của SARS-CoV-2 đã tiến hóa để bắt hiệu quả hơn vào một phân tử bên ngoài tế bào người được gọi là thụ thể ACE2, một thụ thể liên quan đến điều hòa huyết áp. Spike protein của SARS-CoV-2 rất hiệu quả trong việc gắn vào các tế bào người. Các nhà khoa học kết luận virút này là kết quả của quá trình chọn lọc tự nhiên và không phải là sản phẩm của kỹ thuật di truyền.

Bằng chứng cho tiến hóa tự nhiên được hỗ trợ bởi thông tin trên SARS-CoV-2 cấu trúc phân tử tổng thể của nó. Nếu ai đó đang tìm cách để tạo ra virút corona mới thư một mầm bệnh, họ sẽ xây dựng nó một cách tổng thể của virút để gây ra bệnh. Nhưng các nhà khoa học tìm thấy rằng SARS-CoV-2 khác biệt về bản chất với những virút corona đã biết trước đó và tương tự với virút tìm thấy trên dơi và tê tê.

Hai đặc điểm này của virút, bao gồm các đột biến trong phần RBD của spike protein và những khác biệt tổng thể của nó đã loại trừ nguồn gốc của SARS-CoV-2 từ phòng thí nghiệm, TS. Andersen nói.

Tiến sĩ Joise Golding, trưởng khoa dịch bệnh tại Wellcome Trust, Anh quốc cho biết những phát hiện của TS. Andersen và đồng nghiệp là “quan trọng thiết yếu mang lại bằng chứng khoa học cho những tin đồn về nguốn gốc của virut (SARS-CoV-2) nguyên nhân gây ra COVID-19.

Họ kết luận rằng virút là sản phẩm của quá trình tiến hóa tự nhiên, chấm dứt mọi suy đoán về kỹ thuật di truyền có chủ đích, TS. Gouling cho biết thêm,

Nguồn gốc có thể của virút

Dựa trên phân tích kết quả giải trình tự bộ gen, TS. Andersen và đồng nghiệp của ông đã kết luận rằng nguồn gốc của SASR-CoV-2 có khả năng theo một trong hai tình huống có thể xảy ra sau.

Kịch bản một, virút đã tiến hóa tới trạng thái gây bệnh hiện tại thông qua chọn lọc tự nhiên trong vật chủ không phải là người và sau đó lây sang người. Đây là cách mà sự bùng phát của virút corona trước đây đã xuất hiện, với việc con người nhiễm virút sau khi tiếp xúc trực tiếp với cày hương (SARS) và lạc đà (MERS). Các nhà nghiên cứu đề xuất dơi như là ổ chứa SARS-CoV-2, khả năng cao vì nó rất giống với virút corona của dơi. Tuy nhiên, không có ca nhiễm trực tiếp từ dơi sang người, điều đó cho thấy rằng có vật chủ trung gian liên quan giữa dơi và người. Trong kịch bàn này, cả hai tính năng đặc biệt của spike của SARS-CoV-2 – phần RBD liên kết với các tế bào chủ và vị trí cắt mở của virút sẽ tiến hóa đến trạng thái hiện tại của virút  trước khi lây sang người. Trong trường hợp này, dịch bệnh hiện tại xuất hiện nhanh chóng ngay khi con người bị nhiễm bệnh, vì virút đã phát triển các đặc tính khiến nó gây bệnh và có khả năng lây lan giữa người.

Kịch bản còn lại, một phiên bản virút không gây bệnh đã nhảy từ vật chủ sang người và sau đó tiến hóa đến trạng thái gây bệnh hiện tại trong quần thể người. Ví dụ, một số virút corona từ tê tê, động vật có vú giống tatu được tìm thấy ở châu Á và châu Phi, có cấu trúc RBD rất giống với SARS-CoV-2. Một virút corona từ 1 con tê tê có thể đã được truyền sang người, trực tiếp hoặc thông qua một vật chủ trung gian như cầy hương hay chồn hương. Điềm phân biệt khác của spike protein của SARS-CoV-2 và vị trí cắt có thể đã tiến hóa trong vật chủ người, có thể qua truyền hạn chế không được phát hiện trong quần thể người trước khi bắt đầu dịch. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng vị trí cắt của SARS-CoV-2, xuất hiện tương tự với vị trí phân cắt của chủng virút cúm gia cầm đã được chứng minh là dễ lây truyền giữa người với người. SARS- CoV-2 có thể đã tiến hóa tại vị trí cắt của virút trong tế bào người và sớm khởi phát dịch bệnh như hiện nay, vì vậy virút corona có thể có khả năng lây lan giữa người với người cao hơn.

Đồng tác giả TS. Andrew Rambaut cảnh báo rằng thật khó nếu không thể biết tại thời điểm nào trong các kịch bản có khả năng nhất. Nếu SARS-CoV-2 xâm nhập vào người ở dạng gây bệnh hiện tại từ nguồn động vật, nó sẽ làm tăng khả năng bùng phát trong tương lai vì chủng virút gây bệnh vẫn có thể lưu hành trong quần thể động vật và có thể xâm nhiễm vào con người một lần nữa. Khả năng thấp hơn là một chủng virút không gây bệnh xâm nhập vào quần thể người sau đó tiến hóa các đặc tính tương tự như SARS-CoV-2.

Tài trợ cho nghiên cứu này được cung cấp bời Viện Y tế quốc gia Hoa Kỳ, Quỹ từ thiện niềm tin Pew, Wellcome Trust, Hội đồng nghiên cứu Châu Âu, và Học bổng Laureate ARC của Úc.

Nguồn: https://www.sciencedaily.com/releases/2020/03/200317175442.htm