Turinys:

Kaip atsiranda mutacijos, ar verta laukti naujos koronaviruso atmainos?
Kaip atsiranda mutacijos, ar verta laukti naujos koronaviruso atmainos?

Video: Kaip atsiranda mutacijos, ar verta laukti naujos koronaviruso atmainos?

Video: Kaip atsiranda mutacijos, ar verta laukti naujos koronaviruso atmainos?
Video: Tracking the spread and mutations of Coronavirus (COVID-19) 2024, Kovas
Anonim

Praėjusių metų spalį kažkur Indijoje COVID-19 susirgo žmogus, kurio imunitetas tikriausiai yra susilpnėjęs. Galbūt jo atvejis buvo lengvas, bet dėl to, kad jo kūnas negalėjo atsikratyti koronaviruso, jis užsitęsė ir dauginosi. Virusui dauginantis ir perkeliant iš vienos ląstelės į kitą, genetinės medžiagos gabalėliai nukopijavo save neteisingai. Šiuo modifikuotu virusu jis užkrėtė aplinkinius.

Taip, anot mokslininkų, atsirado koronaviruso atmaina Delta, kuri daro chaosą visame pasaulyje ir kasdien nusineša daugybę gyvybių. COVID-19 pandemijos metu jau buvo nustatyta tūkstančiai šio viruso variantų, iš kurių keturi laikomi „nerimą keliančiais“– alfa, beta, gama ir delta.

Pavojingiausia iš jų yra Delta, pagal kai kuriuos pranešimus ji yra apie 97% labiau užkrečiama nei originalus koronavirusas, pasirodęs 2019 metais Uhane. Tačiau ar gali būti dar pavojingesnių padermių nei Delta? Supratimas, kaip vyksta mutacijos, padės atsakyti į klausimą.

Koronavirusai yra jautresni mutacijoms nei kiti virusai

Toks įvykių posūkis kaip Indijoje mikrobiologams nebuvo staigmena. Žinoma, jie negalėjo nuspėti, kur ir kada atsiras dar mirtinesnis virusas ir ar tai apskritai įvyks, tačiau pavojingos mutacijos galimybė buvo visiškai pripažinta. Pasak Mičigano universiteto Mikrobiologijos ir imunologijos katedros vedėjos Bethany Moore, kiekvieną kartą, kai virusas patenka į ląstelę, jis replikuoja savo genomą, kad išplistų į kitas ląsteles.

Be to, koronavirusai savo genomus kopijuoja nerūpestingiau nei žmonės, gyvūnai ar net kai kurie kiti patogenai. Tai yra, kopijuodami savo genetinius kodus, jie dažnai daro klaidas, o tai sukelia mutacijas. Tačiau yra virusų, kurie mutuoja net dažniau nei koronavirusas, pavyzdžiui, gripas. Taip yra todėl, kad koronavirusų RNR yra korektūros fermentas, atsakingas už dvigubą kopijų tikrinimą. Todėl dažniausiai kokia forma ji patenka į žmogų, tokiu būdu ji ateina iš jo.

Tačiau, kaip teigia epidemiologai, norint padaryti pasauliui nepataisomą žalą, daugybės neteisingai nukopijuotų kopijų nereikia. Virusai, kurie perduodami oro lašeliniu būdu, pavyzdžiui, pokalbio metu, plinta daug greičiau nei tie, kurie perduodami lytiškai, per kraują ar net lytėjimo būdu. Be to, tokie virusai turi dar vieną pavojų – užsikrėtęs žmogus gali jį pernešti, ir net mutavusią jo versiją, net nesužinojęs apie savo infekciją.

Individualios koronaviruso mutacijos yra mažiau pavojingos nei konvergentinė evoliucija

Dauguma mutacijų arba nužudo virusą savaime, arba miršta dėl to, kad nėra išplitimo, tai yra, nešiotojas perduoda jį nedideliam skaičiui žmonių, kurie izoliuoja ir neleidžia virusui toliau plisti. Tačiau susidarius daugybei mutacijų, kai kurioms netyčia pavyksta „pabėgti“iš riboto nešiotojų rato, pavyzdžiui, užsikrėtusiam žmogui apsilankius sausakimšoje vietoje ar renginyje, kuriame dalyvauja daug dalyvių.

Tačiau, pasak mikrobiologijos ir molekulinės genetikos profesoriaus Vaughno Cooperio, mokslininkai labiausiai baiminasi net ne kokio nors vieno viruso mutacijos, o panašių pakitimų, atsirandančių daugelyje nepriklausomų variantų. Tokie pokyčiai visada daro virusą tobulesnį evoliucijos požiūriu. Šis reiškinys vadinamas konvergentine evoliucija.

Pavyzdžiui, visose aukščiau paminėtose padermėse mutacija įvyko vienoje smaigalio baltymo dalyje (smaigalio baltymo). Šios iškyšos padeda virusui užkrėsti žmogaus ląsteles. Taigi dėl D614G mutacijos vienos rūšies aminorūgštys (vadinamos asparto rūgštimi) buvo pakeistos glicinu, todėl virusas tapo labiau užkrečiamas.

Kita dažna mutacija, žinoma kaip L452R, aminorūgštį leuciną paverčia argininu, vėl smailiame baltyme. Atsižvelgiant į tai, kad L452 mutacija buvo pastebėta daugiau nei dešimtyje atskirų klonų, galima daryti išvadą, kad ji suteikia svarbų pranašumą koronavirusui. Šią prielaidą neseniai patvirtino mokslininkai, nustatę šimtų viruso mėginių seką. Be to, kaip teigia mokslininkai, L452R padeda virusu užkrėsti žmones, turinčius tam tikrą imunitetą nuo koronaviruso.

Kadangi smaigalio baltymas buvo labai svarbus kuriant vakcinas ir gydymą, mokslininkai atliko daugiausiai tyrimų, siekdami ištirti jo mutacijas. Tačiau kai kurie mokslininkai mano, kad norint suprasti virusą, vien tik smailių baltymų mutacijų tyrimo nepakanka. Šiai nuomonei ypač pritaria evoliucinės virusologijos ekspertas Nashas Rochmanas.

Rohmanas yra neseniai paskelbto straipsnio, kuriame teigiama, kad nors smaigalio baltymas yra svarbus viruso elementas, bendraautorius, yra ir kita, ne mažiau svarbi jo dalis, vadinama nukleokapsidės baltymu. Tai danga, kuri supa viruso RNR genomą. Mokslininko teigimu, šios dvi sritys gali veikti kartu. Tai reiškia, kad variantas su mutacija smaigalio baltyme be jokių nukleokapsidės baltymo pokyčių gali elgtis visiškai kitaip nei kitas variantas, turintis abiejų baltymų mutacijas.

Mutacijų grupė, kuri veikia kartu, vadinama epistaze. Rohmano ir jo kolegų modeliavimas rodo, kad nedidelė mutacijų grupė skirtinguose taškuose gali padėti virusui pabėgti nuo antikūnų ir taip sumažinti vakcinų veiksmingumą.

Pavojingos koronaviruso mutacijos grėsmė išliks iki pandemijos pabaigos

Didžiausią susirūpinimą mokslininkams kelia tai, kad atsiranda mutacijų, kurios yra atsparios vakcinacijai. Visos vakcinos šiuo metu rodo savo veiksmingumą. Tačiau naujausias Mu variantas jau pasirodė esąs jiems daug atsparesnis nei visos ankstesnės padermės, įskaitant Delta variantą.

Atsižvelgiant į tai, kad nedidelė dalis pasaulio gyventojų vis dar yra paskiepyti, virusui nereikia ypatingo mutacijos, galinčios visiškai pergudrauti imuninę sistemą. Ekspertai mano, kad virusui lengviau rasti naujų ir geresnių būdų užkrėsti milijardus žmonių, kurie dar neturi imuniteto.

Tačiau niekas nežino, kokios mutacijos laukia ir kokią žalą jos gali padaryti. Atsižvelgiant į ilgą inkubacinį laikotarpį, pavojingą mutaciją turintis virusas gali išgyventi ir pasklisti po planetą, net jei jis kilęs iš retai apgyvendintos vietovės.

Suvokiant mutacijų problemą, svarbu suprasti vieną dalyką – jos atsiranda tada, kai yra viruso replikacija. Šiais metais įvairiose šalyse atsirandančios mutacijos yra priežastis, kodėl pandemija dar nesuvaldyta. Tai reiškia, kad kuo labiau siautėja pandemija, tuo daugiau atsiranda mutacijų, kurios savo ruožtu prisideda prie dar didesnio viruso plitimo. Todėl geriausias būdas užkirsti kelią būsimų pavojingesnių padermių atsiradimui yra apriboti pakartojimų skaičių. Šiuo metu tai padeda vakcinacija, taip pat prevencinių priemonių laikymasis.

Rekomenduojamas: