30.08.2021
Мария Азарова
4 315

Скорость мутации коронавируса SARS-CoV-2 оказалась как минимум на 50 процентов выше

6.1

Ученые показали, что существует общий отбор внутри хозяина SARS-CoV-2, который действует на бессмысленные и, возможно, синонимичные мутации. Это имеет значение для методов оценки скорости изменений вируса.

SARS-CoV-2
SARS-CoV-2 — вирус, вызывающий коронавирусную болезнь 2019 года / © Gifer

Предыдущие работы предполагали, что возбудитель Covid-19 меняется примерно раз в две недели. Но новое исследование генетиков из Центра эволюции Милнера при Университете Бата (Великобритания) и Эдинбургского университета (Шотландия) показало: более ранние оценки не учитывали многие мутации, которые произошли, но их так и не идентифицировали при помощи секвенирования.

Обычно в контексте естественного отбора мы думаем о мутациях, которые имеют преимущество и поэтому быстро распространяются — например, как британский и дельта-штаммы. Это известно как положительный, или дарвиновский отбор. В популяциях он повышает число особей, обладающих полезными признаками, и увеличивает жизнеспособность вида в целом. Но у вирусов большинство изменений вредны и снижают его шансы на выживание — это очищающий, или отрицательный отбор. Такие мутации не живут достаточно долго, чтобы их можно было секвенировать, поэтому зачастую не попадают в расчеты скорости изменений патогена.

«Исходя из анализа близкородственных вирусов, у SARS-CoV-2 соотношение Ka / Ks (Ka — частота несинонимичных замен, Ks — синонимичных; обе вычисляются с коррекцией на множественные замены. — Прим. ред.) оценивали как 1,008, что свидетельствует об отсутствии естественного отбора на уровне отдельного хозяина. Но мы нашли большее количество замен отдельных нуклеотидов в четырехкратно вырожденных сайтах, чем где-либо еще. То есть частота мутаций по крайней мере на 49-67% выше, чем можно было считать на основе скорости появления вариантов в отобранных геномах. Учитывая высокий показатель соотношения Ka / Ks, можно предположить, что большая часть такого отбора внутри хозяина — очистка от бессмысленных мутаций. Тем не менее, по нашим оценкам, отбор против бессмысленных мутаций составляет лишь 10% всех «пропущенных» мутаций», — пишут авторы исследования, опубликованного в журнале Genome Biology and Evolution.

Таким образом, с учетом пропущенных мутаций вирус меняется почти раз в неделю — значительно выше, чем считалось. На основе этого ученые допускают, что если человек болеет Covid-19 дольше нескольких недель, то SARS-CoV-2 может развиваться внутри него, потенциально приводя к появлению новых вариантов.

«Альфа-штамм (британский) считается результатом эволюции вируса внутри человека, который не смог избавиться от инфекции. Но, поскольку большинство людей выздоравливают до того, как SARS-CoV-2 изменится, вероятность развития новой мутации у одного пациента обычно не так высока. Однако наши новые оценки указывают, что у людей с продолжительной болезнью есть больший риск эволюции вируса, чем предполагалось», — добавили ученые.

Им также удалось выяснить, почему происходил отрицательный отбор: по большей части он вызван предсказуемыми причинами. К примеру, мутации укорачивали гены или заставляли S-белок плохо функционировать. Но с положительным отбором все было иначе.

«Белки, которые производит вирус, состоят из аминокислот. Как и наши гены, гены вируса имеют инструкции о том, какие аминокислоты склеивать вместе и в каком порядке. Как оказалось, отбор благоприятствовал мутациям, в которых использовались более стабильные аминокислоты. Это означало, что их не нужно производить так часто, а для поддержания запасов требуется меньше энергии. <…> Вирус находится под сильным селективным давлением, который заставляет его быстро реплицироваться, поэтому ему выгоднее использование аминокислот с более длительным “сроком хранения”», — подытожил ведущий автор работы доктор Атауальпа Кастильо Моралес.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Предстоящие мероприятия
Позавчера, 11:29
Илья Ведмеденко

Военно-морские сила США провели первое оперативное развертывание новейшего беспилотного вертолета MQ-8C Fire Scout. Его разместили на борту корабля USS Milwaukee (LCS-5) типа Freedom.

Вчера, 14:58
Алиса Гаджиева

В малоизученной области Малой Азии обнаружили скелет человека и артефакты. Они указывают на гибель христианского священника в период серьезных волнений и усобиц, раздиравших Византийскую империю после смерти последнего императора из династии Юстиниана.

10 часов назад
Ростех

Среди инфекций, контролируемых с помощью прививок, есть действительно опасные для жизни и здоровья, способные с высокой вероятностью вызвать инвалидность и даже летальный исход. Среди них – побежденная на сегодня натуральная оспа и полиомиелит, приводящий к тяжелым неврологическим расстройствам. Есть и безобидные на первый взгляд инфекции, такие, как ветрянка. Не представляет, казалось бы, большой опасности и эпидемический паротит или попросту свинка. У ребенка появляются признаки ОРЗ, опухают околоушные железы, а через неделю все симптомы проходят. Но так ли проста и забавна свинка, как ее веселое название? Об опасных свойствах этой инфекции рассказывает советник по науке холдинга «Нацимбио» Госкорпорации Ростех, доктор медицинских наук Игорь Никитин.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

21 января
Илья Ведмеденко

Заслуженные штурмовики A-10 и Су-25, которым дали прозвища «Бородавочник » и «Грач» соответственно, много десятилетий стоят на службе в Соединенных Штатах и России. Страны избрали разные подходы к модернизации этих самолетов, и сегодня Naked Science постарается понять, какой из них больше соответствует требованиям XXI века.

23 января
Илья Ведмеденко

(16) Психея – одно из самых необычных небесных тел в Поясе астероидов. Она может дать людям не только понимание о происхождении планет, но и невероятные по своим объемам ресурсы. Правда, придется подождать: миссия по исследованию астероида находится лишь в самом начале долгого и сложного пути.

12 января
Алиса Гаджиева

Дополнительное исследование вулканических пород формации Кибиш в Эфиопии изменило датировку найденных там костей Homo sapiens.

20 января
ТГУ

Ученые факультета физической культуры Томского государственного университета в рамках гранта, поддержанного РНФ, исследуют особенности механизма усвоения глюкозы при сахарном диабете второго типа. Для этого был организован масштабный четырехмесячный эксперимент на 240 мышах, подобного которому в мире еще никто не проводил. Животные с искусственно сформированным диабетом подвергались физической нагрузке. Установлено, что вечерние тренировки лучше снижали вес мышей мышей, а утренние – приводили к уменьшению уровня глюкозы. Предположительно, фактором, стимулирующим утилизацию глюкозы, выступил стресс. Ученые намерены проверить эту гипотезу.

24 января
Сколтех

Коллектив ученых из Сколтеха — аспирант Егор Нужин, доцент Максим Панов и профессор Николай Бриллиантов — при помощи методов искусственного интеллекта объяснили таинственное поведение, характерное для ряда животных, — кружение.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: