Опубликовано : Сен 24, 2020

Мутации коронавируса: что мы узнали на данный момент

Мутации коронавируса: что мы узнали на данный момент
Предоставлено: ImageFlow/Shutterstock.

В начале января первая последовательность генома SARS-CoV-2 — вируса, вызывающего COVID-19, — была выпущена под названием «Ухань-1». Эта строка из 30000 букв (A, T, C и G генетического кода) ознаменовала первый день в гонке за понимание генетики этого недавно открытого коронавируса. Теперь еще 100000 геномов коронавируса, взятых у пациентов с COVID-19 в более чем 100 странах, присоединились к Ухань-1. Генетики всего мира ищут ответы на эти вопросы. Откуда взялся SARS-CoV-2? Когда он начал заражать людей? Как мутирует вирус — и какое это имеет значение? Геномика SARS-CoV-2, как и сам вирус, разрослась и стала глобальной.

Термин «мутация» вызывает в воображении образы новых опасных вирусов с расширенными возможностями, распространяющихся по всей планете. И хотя мутации постоянно возникают, а иногда и стремительно распространяются — ранние мутации SARS-CoV-2 распространились по всему миру, так как вирус распространяется почти незаметно — мутации являются совершенно естественной частью любого организма, включая вирусы. Подавляющее большинство из них не влияет на способность вируса передавать или вызывать заболевание.

Мутация просто означает разницу; изменение буквы в геноме. Хотя популяция SARS-CoV-2 была генетически по существу инвариантной, когда она прыгнула в своего первого хозяина-человека в конце 2019 года, более 13000 из этих изменений теперь обнаружены в 100000 секвенированных на сегодняшний день SARS-CoV-2. Тем не менее, любые два вируса от любых двух пациентов в любой точке мира отличаются в среднем всего на десять букв. Это крошечная доля от общего числа 30 000 символов в генетическом коде вируса и означает, что все циркулирующие SARS-CoV-2 могут считаться частью единой клональной линии.

Медленно мутирует

Чтобы вирус приобрел значительное генетическое разнообразие, потребуется некоторое время. SARS-CoV-2 довольно медленно мутирует вирус, при этом каждый клон претерпевает несколько изменений каждый месяц; в два-шесть раз меньше, чем количество мутаций, полученных вирусами гриппа за тот же период.

Тем не менее, мутации — это фундамент, на котором может действовать естественный отбор. Чаще всего мутации делают вирус нефункциональным или не имеют никакого эффекта. Тем не менее, существует возможность мутаций повлиять на трансмиссивность SARS-CoV-2 в его новых человеческих хозяевах. В результате были предприняты активные усилия по определению, какая из мутаций, идентифицируемых с момента секвенирования первого генома SARS-CoV-2 в Ухане, может значительно изменить вирусную функцию.

Печально известной мутацией в этом контексте является изменение аминокислоты в спайковом белке SARS-CoV-2, белке, который придает коронавирусам характерные короновидные выступы и позволяет ему прикрепляться к клеткам-хозяевам. Было показано, что это единственное изменение характера в вирусном геноме, получившее название D614G, увеличивает инфекционность вируса в клетках, выращенных в лаборатории, хотя не оказывает заметного влияния на тяжесть заболевания. Хотя эта мутация также почти систематически встречается с тремя другими мутациями, и все четыре в настоящее время обнаруживаются примерно в 80% секвенированных SARS-CoV-2, что делает ее наиболее частым набором циркулирующих мутаций.

Проблема с D614G, как и с другими мутациями, заключается в том, чтобы решить, увеличилась ли частота их появления из-за того, что они присутствовали в вирусах, ответственных за ранние успешные вспышки, или же они действительно дают преимущество своим носителям. Хотя геномика работает с британским набором данных, предполагается, что D614G играет тонкую роль в увеличении скорости роста клонов, несущих его, но наша собственная работа не смогла найти измеримого воздействия на передачу.

Просто унесите

D614G — не единственная мутация, которая встречается с высокой частотой. Ряд из трех мутаций в белковой оболочке SARS-CoV-2 также все чаще появляется в данных секвенирования и теперь обнаруживается у трети вирусов. Одно изменение в положении 57 белка Orf3a, известной иммуногенной области, происходит за четверть. В спайковом белке существуют и другие мутации, в то время как бесчисленное множество других, кажется, вызвано активностью нашего собственного иммунного ответа. В то же время нет единого мнения о том, что эти или какие-либо другие факторы существенно изменяют трансмиссивность или вирулентность вируса. Большинство мутаций просто переносятся, поскольку SARS-CoV-2 продолжает успешно распространяться.

Но замены — не единственные небольшие изменения, которые могут повлиять на SARS-CoV-2. Было показано, что делеции в дополнительных генах SARS-CoV-2 Orf7b/Orf8 снижают вирулентность SARS-CoV-2, потенциально вызывая более легкие инфекции у пациентов. Подобная делеция могла вести себя таким же образом в SARS-CoV-1, связанном с ним коронавирусе, ответственном за вспышку SARS в 2002-04 гг. Прогресс в направлении менее вирулентного SARS-CoV-2 был бы приятной новостью, хотя делеции в Orf8 присутствовали с первых дней пандемии и, похоже, не учащаются.

Spread the love

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *