Một nghiên cứu bộ gen mới đã xếp hạng tiềm năng của protein mũi nhọn SARS-CoV-2 để liên kết với vị trí thụ thể ACE2 ở 410 động vật có xương sống. Các loài linh trưởng Cựu thế giới và vượn lớn, có các axit amin giống hệt nhau ở vị trí liên kết với con người, được dự đoán là có khuynh hướng gắn ACE2 rất cao và có khả năng dễ bị nhiễm SARS-CoV-2. Credit: Matt Verdolivo / UC Davis

• Một số lượng lớn các loài động vật có vú có khả năng bị nhiễm SARS-CoV-2 thông qua các thụ thể ACE2 của chúng
• Một số loài nguy cấp có nguy cơ lây nhiễm SARS-CoV-2 cao nhất lây qua ACE2
• Những loài này có khả năng dễ bị lây SARS-CoV-2 từ người và nên là trọng tâm của các nỗ lực giám sát và bảo tồn
• Nghiên cứu có thể hỗ trợ xác định vật chủ trung gian hoặc vật chủ của SARS-CoV-2

Con người không phải là loài duy nhất đối mặt với mối đe dọa tiềm tàng từ SARS- CoV-2, loại coronavirus mới gây ra COVID-19, theo một nghiên cứu mới từ Đại học California, Davis.

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã sử dụng phân tích bộ gen để so sánh thụ thể chính của tế bào đối với vi rút ở người – enzym chuyển đổi angiotensin-2, hoặc ACE2 – ở 410 loài động vật có xương sống khác nhau, bao gồm chim, cá, lưỡng cư, bò sát và động vật có vú.

ACE2 thường được tìm thấy trên nhiều loại tế bào và mô khác nhau, bao gồm cả tế bào biểu mô ở mũi, miệng và phổi. Ở người, 25 axit amin của protein ACE2 rất quan trọng để vi rút liên kết và xâm nhập vào tế bào.

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng 25 chuỗi axit amin này của protein ACE2 và mô hình hóa cấu trúc protein dự đoán của nó cùng với protein đột biến SARS-CoV-2, để đánh giá số lượng axit amin này được tìm thấy trong protein ACE2 của các loài khác nhau.

Joana Damas, tác giả đầu tiên của bài báo và là cộng sự nghiên cứu sau tiến sĩ tại UC Davis cho biết: “Động vật có tất cả 25 gốc axit amin phù hợp với protein của con người được dự đoán là có nguy cơ cao nhất nhiễm SARS-CoV-2 qua ACE2. “Nguy cơ được dự đoán sẽ giảm khi dư lượng liên kết ACE2 của loài càng khác với con người.”

Khoảng 40% các loài có khả năng nhạy cảm với SARS-CoV-2 được Liên minh Bảo tồn Thiên nhiên Quốc tế phân loại là “bị đe dọa” và có thể đặc biệt dễ bị lây truyền từ người sang động vật. Nghiên cứu được công bố ngày 21 tháng 8 trong Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.

Harris Lewin, tác giả chính của nghiên cứu và là giáo sư nổi tiếng về tiến hóa và sinh thái tại UC Davis cho biết: “Dữ liệu cung cấp một điểm khởi đầu quan trọng để xác định các quần thể động vật dễ bị tổn thương và bị đe dọa có nguy cơ nhiễm SARS-CoV-2. “Chúng tôi hy vọng nó truyền cảm hứng cho các hoạt động bảo vệ sức khỏe cả động vật và con người trong thời kỳ đại dịch.”

Các loài nguy cấp được dự đoán có nguy cơ

bị đe dọa Một số loài linh trưởng cực kỳ nguy cấp, chẳng hạn như khỉ đột vùng đất thấp phía Tây, đười ươi Sumatra và vượn má trắng phương Bắc, được dự đoán có nguy cơ nhiễm SARS-CoV-2 rất cao thông qua thụ thể ACE2 của chúng .

Các loài động vật khác được đánh dấu là có nguy cơ cao bao gồm động vật biển có vú như cá voi xám và cá heo mũi chai, cũng như chuột đồng Trung Quốc.

Động vật nuôi như mèo, gia súc và cừu có nguy cơ trung bình, và chó, ngựa và lợn có nguy cơ liên kết ACE2 thấp. Điều này liên quan như thế nào đến sự lây nhiễm và nguy cơ bệnh tật cần được xác định bởi các nghiên cứu trong tương lai, nhưng đối với những loài đã biết dữ liệu về khả năng lây nhiễm, mối tương quan là rất cao.

Trong các trường hợp được ghi nhận về nhiễm SARS-COV-2 ở chồn, mèo, chó, chuột đồng, sư tử và hổ, vi-rút có thể đang sử dụng các thụ thể ACE2 hoặc chúng có thể sử dụng các thụ thể khác ngoài ACE2 để truy cập vào các tế bào vật chủ. Xu hướng ràng buộc thấp hơn có thể chuyển thành xu hướng lây nhiễm thấp hơn hoặc giảm khả năng lây nhiễm ở động vật hoặc giữa các động vật sau khi đã được hình thành.

Do khả năng động vật nhiễm coronavirus mới từ người và ngược lại, các tổ chức bao gồm Vườn thú Quốc gia và Vườn thú San Diego, cả hai đều đóng góp tài liệu bộ gen cho nghiên cứu, đã tăng cường các chương trình bảo vệ cả động vật và con người.

Đồng tác giả Klaus-Peter Koepfli, nhà khoa học nghiên cứu cấp cao tại Trường Bảo tồn Smithsonian-Mason và là nhà sinh vật học bảo tồn của Smithsonian cho biết: “Các bệnh lây truyền từ động vật và cách ngăn ngừa lây truyền từ người sang động vật không phải là thách thức mới đối với các vườn thú và các chuyên gia chăm sóc động vật Trung tâm bảo tồn loài sinh vật và Trung tâm bảo tồn gen của Viện sinh học. “Thông tin mới này cho phép chúng tôi tập trung nỗ lực và lập kế hoạch phù hợp để giữ an toàn cho động vật và con người”.

Các tác giả khuyến cáo nên thận trọng với việc giải thích quá mức các rủi ro được dự đoán trên động vật dựa trên các kết quả tính toán, lưu ý rằng các rủi ro thực tế chỉ có thể được xác nhận với dữ liệu thực nghiệm bổ sung.

Nghiên cứu đã chỉ ra rằng tổ tiên trực tiếp của SARS-CoV-2 có thể bắt nguồn từ một loài dơi. Dơi được phát hiện có nguy cơ nhiễm coronavirus mới qua thụ thể ACE2 của chúng rất thấp, điều này phù hợp với dữ liệu thí nghiệm thực tế.

Người ta vẫn chưa xác định được dơi có truyền trực tiếp loại coronavirus mới này sang người hay không, hay nó đi qua vật chủ trung gian, nhưng nghiên cứu ủng hộ ý kiến ​​cho rằng một hoặc nhiều vật chủ trung gian có liên quan. Dữ liệu cho phép các nhà nghiên cứu xác định loài nào có thể đã đóng vai trò là vật chủ trung gian trong tự nhiên, hỗ trợ các nỗ lực kiểm soát sự bùng phát dịch bệnh SARS-CoV-2 trong quần thể người và động vật trong tương lai.

Tham khảo: “Phạm vi vật chủ rộng của SARS-CoV-2 được dự đoán bằng phân tích so sánh và cấu trúc của ACE2 ở động vật có xương sống” của Joana Damas, Graham M. Hughes, Kathleen C. Keough, Corrie A. Painter, Nicole S. Persky, Marco Corbo, Michael Hiller, Klaus-Peter Koepfli, Andreas R. Pfenning, Huabin Zhao, Diane P. Genereux, Ross Swofford, Katherine S. Pollard, Oliver A. Ryder, Martin T. Nweeia, Kerstin Lindblad-Toh, Emma C. Teeling, Elinor K. Karlsson và Harris A. Lewin, ngày 21 tháng 8 năm 2020,Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia.
DOI: 10.1073 / pnas.2010146117

Các tác giả khác trong nghiên cứu bao gồm: Marco Corbo, Trung tâm Bộ gen UC Davis; Graham M. Hughes và Emma C. Teeling, University College Dublin, Ireland; Kathleen C. Keough và Katherine S. Pollard, Viện Gladstone và UC San Francisco; Họa sĩ Corrie A., Nicole S. Persky, Diane P. Genereux, Ross Swofford, Kerstin Lindblad-Toh và Elinor K. Karlsson, Broad Institute of MIT và Harvard, Cambridge, Mass .; Michael Hiller, Viện Di truyền và Sinh học Tế bào Phân tử Max Planck, Dresden, Đức; Andreas R. Pfenning, Đại học Carnegie Mellon, Pittsburgh; Huabin Zhao, Đại học Vũ Hán, Vũ Hán, Trung Quốc; Oliver A. Ryder, Viện Nghiên cứu Bảo tồn Vườn thú San Diego, Escondido, và UC San Diego; Martin T. Nweeia, Trường Y khoa Nha khoa Harvard, Boston, và Viện Smithsonian, Washington, DC

Nghiên cứu trong nghiên cứu này được phối hợp với tư cách là một phần của Tổ chức Genome 10K, bao gồm Bat1K, Zoonomia, Dự án Genome Động vật có xương sống và Earth BioGenome Dự án. Thông tin bộ gen cho nghiên cứu cũng đã được cung cấp cho Ngân hàng Gen của Trung tâm Thông tin Công nghệ Sinh học Quốc gia, Vườn thú Đông lạnh của Sở thú San Diego và Sáng kiến ​​Bộ gen Toàn cầu của Smithsonian. Công việc này được hỗ trợ bởi Robert và Rosabel Osborne Endowment.

Nguồn: scitechdaily.com