Koronavirus SARS-CoV-2 patří do skupiny RNA virů, jejichž poměrně složitý genom je šifrován ve velmi dlouhé molekule ribonukleové kyseliny (RNA). Virus proniká do hostitelských buněk, replikuje genomickou RNA a vytváří mnoho menších tzv. subgenomických RNA. Tyto subgenomické RNA se používají k syntéze různých proteinů, z nichž se vytvářejí prvky nových virových částic: hrotů, blan, membrán. Pokud tedy vědci najdou způsob, jak potlačit subgenomické RNA, naruší to životní cyklus viru v těle. Nejprve však musíme pochopit, za co je každý z těchto tajemných řetězců zodpovědný.

Biologům z Výzkumného centra RNA Ústavu základních věd Jižní Koreje (IBS) pod vedením profesorů Kima V. Narryho a Changa Hyeshika ve spolupráci s Korejským národním zdravotním ústavem (KNIH) se podařilo podrobně analyzovat architekturu genomu SARS-CoV RNA -2 a vytvořit jeho genomovou mapu s vysokým stupněm podrobnosti.

Vědci experimentálně potvrdili přítomnost devíti z deseti dříve známých subgenomických RNA (zahrnutých ve struktuře virových částic a přenášených do specifických virových proteinů) v genomu koronaviru a také našli desítky neznámých, které se vytvářejí v různých stádiích životního cyklu viru v důsledku slučování a rozkladu. Kromě toho zjistili, kde přesně jsou tyto geny umístěny v genomové RNA.

„Nejedná se pouze o podrobnou strukturu SARS-CoV-2,“ řekl profesor Kim Narry pro tiskovou zprávu IBS. „Objevili jsme řadu nových RNA a mnoho neznámých chemických modifikací virových RNA.“

Klíč k boji s novým koronavirem

Autoři předpokládají, že RNA modifikované během životního cyklu mohou získat nové vlastnosti, které je odlišují od nemodifikovaných, i když obsahují stejné genetické informace. Podle názoru vědců nám identifikace neznámých charakteristik RNA umožní najít klíč k boji s novým koronavirem.

„Ačkoliv je nutná další studie, lze již říci, že takové molekulární jevy mohou vést k relativně rychlému vývoji koronaviru. Kromě toho nacházíme mnoho neznámých chemických modifikací virových RNA. Zatím není jasné, co tyto modifikace dělají, ale je možné, že pomáhají viru vyhnout se útokům pocházejícím z hostitelské buňky,“ říká Kim.

Úspěch korejských mikrobiologů je založen na použití dvou dalších metod: sekvenování molekul cirkulární DNA (nanobolů) a přímé sekvenování RNA pomocí nanopórů.

Běžné metody sekvenování RNA vyžadují postupný proces řezání a přetváření v DNA před čtením RNA. Nanopore sekvenování umožňuje přímo analyzovat celou dlouhou virovou RNA bez fragmentace a sekvenování kruhových molekul DNA má výhodu v tom, že analyzuje velké množství sekvencí s vysokou přesností. Tyto dvě komplementární metody se ukázaly jako velmi účinné pro analýzu virové RNA.

„Nyní máme mapu genomu s vysokým rozlišením nového koronaviru, která nám pomůže najít každý bit genů ve všech RNA SARS-CoV-2 a všech modifikacích RNA. Je na čase prozkoumat funkce nově objevených genů a mechanismus, který je základem slučování virových genů. Musíme také pracovat na modifikacích RNA, abychom zjistili, jakou roli hrají v replikaci viru a imunitní reakci. Pevně věříme, že naše studie přispěje k pokroku v diagnostice a terapii pro účinnější boj proti viru,“ řekl Kim.