Белок Spike SARS-CoV-2 обладает широким тропизмом к белкам ACE2 млекопитающих

Коронавирус SARS 2 (SARS-CoV-2) появился в конце 2019 года, вызвав пандемию коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19), которая продолжает приводить к значительной глобальной смертности среди людей. Учитывая его сходство последовательности с SARS-CoV, а также с родственными коронавирусами, циркулирующими среди летучих мышей, считается, что SARS-CoV-2 произошёл от видов отряда рукокрылых (Chiroptera) в Китае. Однако в настоящее время неясно, передался ли вирус непосредственно человеку или через промежуточного хозяина; также неясен потенциальный риск инфицирования этим вирусом домашних животных, сельскохозяйственных животных и диких животных, которые могут служить вирусными резервуарами. Используя комбинацию суррогатных анализов проникновения и экспериментов с живым вирусом, мы показали, что, помимо человеческого ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2), гликопротеин Spike SARS-CoV-2 обладает широким тропизмом к рецепторам ACE2 млекопитающих, несмотря на различия в аминокислотах в участке связывания рецептора Spike этих белков. Среди 22 исследованных хозяев белки ACE2 собаки, кошки и крупного рогатого скота обеспечивали наиболее эффективное проникновение SARS-CoV-2, тогда как белки ACE2 летучих мышей и птиц использовались как рецепторы наименее эффективно. Отсутствие значимого тропизма к любому из трёх исследованных генетически различных белков ACE2 летучих мышей указывает на то, что использование рецептора SARS-CoV-2, вероятно, изменилось в ходе зоонозной передачи от летучих мышей к человеку, возможно, через промежуточный резервуар. Сравнение использования рецепторов SARS-CoV-2 с родственными коронавирусами SARS-CoV и RaTG13 выявило различные тропизмы, причём два вируса человека были более близки друг к другу. Наконец, с помощью биоинформатики, структурных данных и направленного мутагенеза мы идентифицировали аминокислотные остатки в интерфейсе Spike–ACE2, которые могли сыграть ключевую роль в появлении SARS-CoV-2 у человека. По-видимому, широкий тропизм SARS-CoV-2 на этапе проникновения вируса подтверждает потенциальный риск инфицирования широкого круга домашних животных, сельскохозяйственных животных и представителей дикой природы.