Еще со школьных уроков биологии мы знаем, что организмы в целом, будь то люди, растения, насекомые, бактерии или вирусы, претерпевают генетические мутации, которые могут быть как полезными, так и вредными.
Хотя вирусы технически не являются живыми организмами, они также мутируют и развиваются по мере заражения клетки-хозяина, реплицируются и затем переходят к другой клетке или новому хозяину.
Процесс распространения вируса мы называем передачей. Разные типы вирусов мутируют по-разному. Например, коронавирус SARS-CoV-2, вызывающий COVID-19, мутирует примерно каждые 11-15 дней.
Мутации обеспечивают вариативность популяции, что может быть полезно для естественного отбора.
Геном РНК коронавируса состоит из 30000 нуклеотидов. Можно представить это как алфавит из 30 000 букв, которые составляют последовательности для 29 генов.
Сам вирус представляет собой «клубок» генетического материала в белковой оболочке. Вирус связывается с рецептором клетки-мишени человека, вводит свой генетический материал и захватывает клетку, превращаясь в фабрику для репликации.
По мере репликации могут происходить мутации, которые либо способствуют выживанию вируса, либо ослабляют его. Многие из идентифицированных учеными мутаций несущественны, поскольку они не меняют биологию вируса. Мутации передаются по наследству, это похоже на ветвь в генеалогическом древе.
Группа коронавирусов с одинаковым набором отличительных мутаций называется вариантом. Линия вариантов называется штаммом.
Пять из обнаруженных в ходе пандемии вариантов вызывают некоторую озабоченность у исследователей, поскольку связаны с большей заражаемостью, что может повлиять на эффективность вакцины и терапии.
В настоящее время ученые зафиксировали 12700 мутаций коронавируса, 12 основных типов, пять штаммов и почти 4000 вариантов.
L, исходный штамм коронавируса, мутировал в штамм S, за ним последовали V и G (далее мутации в GR, GH и GV, а также несколько редких мутаций, сгруппированных как O).
Штаммы G в настоящее время являются доминирующими во всем мире. Из вариантов наиболее распространенными стали варианты SARS-CoV-2 D614G с мутациями S-протеина.
Большинство вызывающих беспокойство вариантов коронавируса содержат мутации в рецептор-связывающем домене (RBD). Похоже, что эти мутации ответственны за повышенную инфекционность, вирулентность и способность преодолевать иммунную реакцию зараженного организма.
В этом материале детальнее рассмотрим шесть мутаций, особенно настораживающих исследователей.
Мутация D614G
Мутация D614G Spike стала первой вызывающей беспокойство мутацией, обнаруженной в Китае в начале пандемии. Она быстро распространилась по миру, и, хотя, казалось, увеличивала инфекционность, но не была связана с более тяжелым протеканием заболевания или снижением эффективности вакцины.
Мутация A222V
Первая мутация, обнаруженная в Европе, известна как A222V. Она была идентифицирована в варианте B.1.177 (20A.EU1), который возник в Испании и доминировал в Европе в течение нескольких месяцев. Не связана с увеличением инфекционности, поэтому о ней мало что слышно в настоящее время.
Мутация N501Y
Мутация N501Y Spike была идентифицирована как минимум в трех вызывающих озабоченность вариантах коронавируса. Обнаруженная на кончике S-белка, эта мутация, по-видимому, приводит к более эффективному проникновению вируса в клетки человека.
Мутация E484K
Мутация E484K Spike также вызывает серьезную озабоченность. В исследованиях in vitro ученые наблюдали, что эта мутация потенциально может замаскировать антиген вируса от антител.
Мутация L452R
L452R может усилить взаимодействие между вирусом и клеткой-хозяином, что, в свою очередь, значительно увеличивает эффективность передачи вируса и вирулентность. Также мутация может снизить вирус-нейтрализующую способность антител, нацеленных на RBD.
Мутация K417N/T
В результате нескольких экспериментов мутацию K417N/T связали со снижением эффективности распознавания вируса антителами и резистентностью к некоторым антителам. Также она может облегчать процесс связывания вируса с клеткой.
