СЕКВЕНС РНК ВИРУСА COVID-19: КОРОТКИЙ ОБЗОР

Первая статья по массивному параллельному РНК-секвенсу была напечатана лишь в 2018 г., т.е. за два года до начала коронавирусной пандемии. Первая удовлетворительная статья по секвенсу COVID-19 поступила в редакцию Nature 3 февраля 2020 г. и была опубликована 12 марта. В этой статье сообщалось о РНК-секвенсе последовательности из 29903 нуклеотидов этого вируса. Пионерская статья в журналах Американского химического общества на эту тему (23 марта) посвящена бумажным чипам.

Кл. сл. : аналитическое приборостроение, РНК-секвенс, COVID-19

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА

Пандемия COVID-19 является беспрецедентным событием в истории человечества, и если в КНР, по сообщениям правительства, ее удалось ликвидировать уже в конце февраля, то в Европе и особенно США число инфицированных этим вирусом перевалило за миллион.

Проект "Геном человека" обошелся не менее чем в $ 20 млрд, и его главной задачей было создание методики идентификации личности через ДНК-секвенс. В 2005 г. J. Rothberg и его 56 соавторов построили первый ДНК-секвенатор и разработали первую методику по массивному параллельному секвенсу нуклеиновых кислот [1]. Иногда этот прибор называют крупномасштабным параллельным пиросеквенатором Себестоимость этого прибора составляла $ 500 тыс.; себестоимость реактивов для секвенирования ДНК из миллиона нуклеотидных пар — $ 100 тыс. Ротберг назвал свой пиросеквенатор 454 Life Sciences, в 2007 г. фирма Roche приобрела методику за $ 154.9 млн, а прибор под назввнием Roche-454 производился до 2016 г. Впоследствии Ротберг активно участвовал в Neanderthal Genome Project. Первоначально была сделана попытка секвенирования ДНК неандертальца из пещеры Виндия в Хорватии, но из-за сильного загрязнения образца бактериями попытка закончилась неудачей. Гораздо более успешным оказался секвенс неандертальцев из Денисовской пещеры в Солонешенском районе Алтайского края.

ПРИБОРНО-АНАЛИТИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ

Roche Diagnostics (Коннектикут) занимается в первую очередь медицинской диагностикой.

В марте 2020 г. эта фирма объявила о создании теста на COVID-19, выполняемого за 3.5 ч. Вплоть до февраля 2020 г. разработка РНК-секвенаторов не являлась столбовым направлением в аналитическом приборостроении, хотя известны по меньшей мере две компании, которые выпускали РНК-секвенаторы еще до эпидемии COVID-19. Во-первых, это англо-американская компания Oxford Nanopore Technologies, разработавшая массивный параллельный РНК-секвенс не позднее конца 2017 г. [2], во-вторых, калифорнийская копания Illumina Systems, основанная в 1999 г.

Именно на приборе Illumina Mini Seq авторы работы [3] определили последовательность из 29903 нуклеотидов COVID-19 и нашли степень сходства (89.1 %) с вирусом SARS, поразившим Южный Китай в 2002–2003 гг. (скончалось 774 человека). В настоящее время Illumina выпускает NovaSeq 6000, который позволяет анализировать макромолекулы как РНК, так и ДНК.

В работе [4] вариант секвенирования не сообщается, но зато сообщается об использовании ПЦР в реальном времени. Авторы этой статьи выдвигают гипотезу о первичном заражении через летучих мышей, которыми, оказывается, торгуют на зоологическом рынке Уханя. Наконец, статья [5], третья и последняя по рассматриваемой тематике за март–апрель 2020 г., посвящена перспективам использования бумажных чипов.

COVID-19 изучают всего три месяца, и неизвестно, насколько легко он мутирует. Метилирование РНК — это задача, которой никто не занимался, хотя эта проблема представляется вполне решаемой. Изучение метилированных ДНК и РНК находится в стадии исследования, и твердо известно лишь то, что это едва ли не главная причина мутаций.

Фирма Illumina Systems сообщает, что стоимость диагностики на новый коронавирус начинается

Н. Д. АРХИПОВ, Д. Б. АРХИПОВ

Число ссылок на статьи по COVID-19

Номер статьи Число ссылок по Web of Sciences Число ссылок по Google Scholar 1 5103 8960 2 180 302 3 136 641 4 329 1342 5 2 3 с $ 199 и занимает 5 ч. Определение полной РНК-последовательности (total RNA sequence) обходится намного дороже. В заключение приведем в таблице число ссылок на цитируемые статьи (2 мая 2020 г.) по Web of Sciences и Google Scholar.

ВЫВОДЫ

Просмотрены Nature, Science и журналы Американского химического общества за январь– апрель 2020 г. по секвенсу РНК вируса COVID-19. Определенные успехи достигнуты, но в целом проблема не решена из-за возможных мутаций этого коронавируса.