Около 250 лет назад в Лондоне у пациентки было диагностировано респираторное заболевание. Несмотря на то, что этот случай сам по себе не представлял значительной научной ценности, учёным удалось извлечь геном вирусного патогена из сохранившихся медицинских образцов. Данное достижение стало важным этапом в исследованиях эволюции РНК-содержащих вирусов, вызывающих заболевания у человека.
РНК-вирусы представляют собой организмы, генетический материал которых состоит из рибонуклеиновой кислоты (РНК). РНК играет ключевую роль в клеточных процессах человека, включая кодирование, декодирование, регуляцию и экспрессию генов. Среди наиболее опасных вирусов, поражавших человечество в последние десятилетия, значительное место занимают представители данной группы. К ним относятся вирусы гриппа, ВИЧ, Эбола, полиомиелита, COVID-19 и риновирусы.
Вероятно, эти вирусы существовали среди людей на протяжении многих веков. Например, в Древнем Египте около 1500 года до нашей эры были обнаружены следы последствий полиомиелита. Однако до XX века оценить их влияние на человечество было затруднительно.
В последние годы палеогеномика, изучающая древние нуклеиновые кислоты, достигла значительных успехов. Это позволило учёным проводить анализ патогенов, которые ранее считались недоступными для исследования.
Например, из древних образцов бронзового века были реконструированы геномы вируса гепатита В, что способствовало пониманию его эволюции и взаимодействия с человеком.
Извлечение вирусных РНК-геномов представляет собой сложную задачу. РНК, как правило, менее стабильна, чем ДНК, и быстро разрушается во внешней среде. Кроме того, РНК может существовать в виде одноцепочечных молекул, что делает её ещё более уязвимой.
Для решения данной проблемы учёные начали использовать анатомические коллекции, где образцы хранятся в формалине. Благодаря этому методу удалось реконструировать геномы вирусов гриппа А и кори.
Однако как быть с образцами, собранными до введения формалина? Международная группа учёных предложила решение. Они идентифицировали вирусные РНК-геномы из образцов, хранящихся в Хантерианском анатомическом музее при Университете Глазго.
Один из образцов принадлежал женщине, скончавшейся в XVII веке, другой — неизвестному человеку, предположительно умершему около 1877 года. Оба образца были законсервированы в спирте и имели документацию, подтверждающую наличие тяжёлого респираторного заболевания.
Учёным удалось извлечь РНК и ДНК из лёгочной ткани указанных образцов. Это было непростой задачей, так как РНК оказалась сильно фрагментированной. Большинство фрагментов имели длину от 20 до 30 нуклеотидов, что значительно меньше по сравнению с молекулами РНК в живых клетках, длина которых обычно превышает 1000 нуклеотидов.
Тем не менее благодаря настойчивости и усилиям исследователей, им удалось полностью реконструировать РНК-геном риновируса, выделенный из образца женщины XVII века. Это открытие открывает новые перспективы для изучения истории вирусных заболеваний и их эволюции.