Mentre la pandemia COVID-19 entra nel suo secondo anno, gli scienziati stanno ancora lavorando per capire come si è evoluto il ceppo SARS-CoV-2 e come è diventato molto più pericoloso di altri coronavirus, con cui gli esseri umani convivono da millenni.
I virologi e gli epidemiologi di tutto il mondo hanno ipotizzato per mesi che una proteina chiamata ORF8 probabilmente abbia la risposta, e un recente studio degli scienziati del Berkeley Lab ha contribuito a confermare questa ipotesi.
In un articolo pubblicato su mBio, l’autore principale Russell Neches e i suoi colleghi mostrano che ORF8 si è evoluto da un’altra proteina del coronavirus chiamata ORF7a e che entrambe le proteine hanno pieghe simili a quella di un anticorpo umano.
Questa scoperta aiuta a spiegare come il virus eviti il rilevamento immunitario ed è in grado di degenerare in una grave infezione in alcuni pazienti. “Esplorando le caratteristiche strutturali e funzionali di ORF8 e utilizzando supercomputer per esaminare i genomi di oltre 200.000 virus, abbiamo scoperto una strategia evolutiva sorprendente e molto insolita“, ha detto il coautore Nikos Kyrpides, biologo computazionale del DOE Joint Genome Istituto (JGI).
“Sorprendentemente, sembra che all’interno del clade SARS, il gene che codifica per ORF7a sia utilizzato come gene ‘modello‘, rimanendo stabile, con una copia duplicata di questo gene che si evolve fino a un punto quasi irriconoscibile”.
SARS-CoV-2 è scoppiato ed è esploso in una pandemia quando il gene duplicato ORF7a di un ceppo di SARS è mutato portando a una nuova proteina (che ora chiamiamo ORF8) che gli ha dato la capacità di interferire con le cellule immunitarie. Secondo il team, un evento simile si è verificato nel ceppo SARS-CoV che ha causato l’epidemia di SARS nei primi anni 2000.
In quel caso, una copia del gene ORF7a si è divisa in due, dando origine alle proteine ORF8a e ORF8b. Christos Ouzounis, autore senior dello studio e scienziato affiliato al JGI, ha osservato che la connessione tra ORF8 e ORF7a era inizialmente piuttosto difficile da stabilire, a causa di quanto poco si conosceva di questo insieme di geni e delle loro proteine codificate rispetto alle conoscenze esistenti su proteine di superficie (come la famigerata proteina spike) e perché ORF8 e ORF7a attualmente sembrano molto diverse. ORF7a è una proteina altamente stabile e resistente alle mutazioni che interagisce con pochissime proteine ospiti dei mammiferi, mentre ORF8 è codificato dal gene più incline alla mutazione nel genoma virale ed è ora noto per essere coinvolto in dozzine di interazioni nel corpo umano. “I nostri risultati – e la loro conferma da studi paralleli di sequenza e struttura – rivelano che ORF8 è un punto critico evolutivo nella linea della SARS.
La mancanza di conoscenza sul ruolo di questi geni ha distolto l’attenzione sui geni più ben compresi, ma ora sappiamo di più su questo gene e si spera che riceverà più attenzione dalla comunità”, ha detto Kyrpides. Questo lavoro è stato supportato dal progetto ExaBiome, una collaborazione guidata da Berkeley Lab che sviluppa strumenti di supercalcolo per l’analisi del microbioma. JGI è una struttura per gli utenti dell’Office of Science.
