Заразность коронавируса меняется с его мутациями

Эпидемические свойства нового коронавируса сопоставили с изменениями в его геноме.

У всех живых организмов в ДНК постоянно происходят какие-то изменения: отдельные генетические буквы меняются на другие или просто выпадают из ДНК, или же выпадают целые фрагменты генетического текста – или те же фрагменты, наоборот, появляются в дополнительных копиях, и т. д. Но в клетках есть специальные ремонтные системы (системы репарации), которые следят за тем, чтобы в ДНК всё оставалось, как было, хотя и они тоже что-то пропускают мимо себя.

Частицы коронавируса SARS-CoV-2 на поверхности клетки. (Фото: NIAID-RML / Wikipedia) 

Открыть в полном размере

В вирусных геномах тоже появляются мутации, и как раз вирусы известны своей изменчивостью – они часто могут позволить измениться каким-то своим белкам, чтобы стать неузнаваемыми для иммунитета, или улучшить связывание с белками на поверхности клетки и тем самым облегчить себе путь в клетку. Но может случиться и наоборот: мутации будут для вируса неблагоприятными, так что он вообще потеряет способность проникать в клетку, или же вирусные ферменты из-за мутаций просто перестанут работать. При этом есть вирусы, у которых есть собственные репарирующие белки, которые могут воспользоваться для ремонта своего генома какими-то клеточными белками, или же те вирусные ферменты, которые занимаются копированием их нуклеиновых кислот, способны сами исправлять свои ошибки.

Но у коронавирусов нет возможности исправлять в себе мутации. Их гены заключены в молекуле РНК, и коронавирусный фермент, который копирует их РНК, свои ошибки исправлять не может; никаких ремонтных белков у коронавирусов нет, и сама клетка тоже РНК не ремонтирует – если бы вирусы захотели воспользоваться какими-нибудь клеточными белками.

Можно предположить, что в нынешнем коронавирусе SARS-CoV-2 накопилось уже много вариантов – в том смысле, что к настоящему моменту появилось уже много штаммов SARS-CoV-2 – и что изменения в геноме должны быть как-то связаны с тем, насколько он эффективно заражает людей в разных регионах.

Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе проанализировали геномы 150 вирусов SARS-CoV-2, образцы которых собирали там, где случались вспышки инфекции, имевшие место до марта этого года. Геномы сравнивали с тем, как развивалась инфекционная вспышка, как она проходила обычные эпидемические стадии: первые единичные случаи, увеличение их числа, экспоненциальный рост и падение.

В статье, выложенной на сайте medRxiv, говорится, что вирус мутировал всё время, пока распространялся по миру, и хотя большинство изменений в геноме мало сказывались на эпидемических свойствах вируса, всё же в нём иногда появлялись мутации, которые явно были связаны с тем, насколько он хорошо передаётся от человека к человеку.

За появлением новых генетических вариантов у вируса обычно немедленно следовал экспоненциальный рост заражённых людей. Хотя в некоторых случаях увеличение числа новых случаев было не таким уж большим – как, например, в Сингапуре, но там это было связано с тем, что службы здравоохранения очень вовремя приняли меры. В общем, в важности медицинско-административных мер предосторожности сомневаться не приходится, но, возможно, меры стоит как-то видоизменять с учётом того, что вирус регулярно обновляется (как это делает, например, вирус гриппа).

В ближайшем будущем авторы работы собираются ещё глубже уточнить связь между геномными вариантами SARS-CoV-2 и его эпидемическими свойствами, но уже на материале 2000 геномов вируса.

Автор: Кирилл Стасевич