Dodano: 31 sierpień 2021r.

Wskaźnik mutacji wirusa SARS-Cov-2 jest znacznie wyższy niż wcześniej sądzono

Wirus, który wywołuje chorobę COVID-19, mutuje prawie raz w tygodniu. To znacznie wyższe tempo, niż dotąd przypuszczano. Odkrycia naukowców z uniwersytetów w Bath i w Edynburgu wskazują, że nowe warianty wirusa mogą pojawiać się szybciej.

Wskaźnik mutacji wirusa SARS-Cov-2 jest znacznie wyższy niż wcześniej sądzono

 

Dotychczasowe badania wskazywały, że koronawirus SARS-CoV-2 wywołujący COVID-19, mutuje mniej więcej raz na dwa tygodnie. Jednak nowe badania przeprowadzone przez Milner Center for Evolution na Uniwersytecie w Bath i The MRC Human Genetics Unit na Uniwersytecie w Edynburgu pokazują, że te szacunki są znacznie zaniżone i wcześniejsze badania przeoczyły wiele mutacji, które miały miejsce, ale nigdy nie zostały zsekwencjonowane i uwzględnione w danych.

Odkrycia zostały opublikowane w „Genome Biology and Evolution” (DOI: 10.1093/gbe/evab196).

Mutacje SARS-CoV-2 jednak częstsze

Gdy mówimy o nowych mutacjach, mamy na myśli zmiany, które dają przewagę i dlatego się rozprzestrzeniają, takie jak warianty alfa i delta wirusa SARS-CoV-2. Wirusy regularnie mutują, na przykład gdy popełniane są błędy w kopiowaniu genomów podczas replikacji wirusa. Jednak większość mutacji jest szkodliwa dla samego wirusa i zmniejsza jego szanse na przeżycie — nazywane jest to selekcją negatywną.

Te negatywne mutacje nie przeżywają u pacjenta wystarczająco długo, aby można je było zsekwencjonować, więc brakuje ich w obliczeniach częstości mutacji. Uwzględniając te brakujące mutacje, zespół naukowców oszacował, że rzeczywisty wskaźnik mutacji wirusa jest co najmniej o 50 proc. wyższy niż wcześniej sądzono.

Nowe odkrycia potwierdzają potrzebę izolowania zakażonych osób, zwłaszcza tych, które mają problemy z układem odpornościowym i z powstrzymaniem wirusa.

- Nasze odkrycia oznaczają, że jeśli pacjent cierpi na COVID-19 dłużej niż kilka tygodni, wirus może ewoluować, co może potencjalnie prowadzić do powstania nowych wariantów. Uważa się, że wariant alfa jest wynikiem ewolucji wirusa u osoby, która nie była w stanie pokonać infekcji. Ale nie wszystkie informacje płynące z naszych badań są złe. Większość osób przenosi i usuwa wirusa, zanim zmutuje aż tak bardzo, co oznacza, że ​​szansa na ewolucję u jednego pacjenta zwykle nie jest wysoka. Jednak nasze nowe oszacowania częstości mutacji wskazują, że istnieje większy zakres ewolucji wirusa u takich osób, niż zakładaliśmy – powiedział profesor Laurence Hurst z Milner Center for Evolution na Uniwersytecie w Bath.

Brakujące mutacje

- W czasie II wojny światowej Amerykanie tracili wiele samolotów przelatujących nad Niemcami. Chcieli więc ustalić, gdzie w konstrukcji maszyny powinni dodać materiał kuloodporny. Sprawdzali zatem samoloty powracające z misji i szukali miejsc po pociskach. Ocenili, że należy wzmocnić samoloty w miejscach, gdzie dziur po kulach nie było, bo trafienie w te miejsca oznaczało, że samolot nie wracał już do bazy – powiedział Hurst.

- Możemy użyć tego samego rodzaju sztuczki, aby opracować profil brakujących mutacji w SARS-CoV-2. Zsekwencjonowane genomy są płaszczyznami powracającymi. Możemy obliczyć zarówno proporcję wszystkich płaszczyzn, które powracają do bazy, jak i określić, dlaczego niektóre nie wracają – dodał uczony.

Duża część negatywnej selekcji, którą odkryli badacze, była spowodowana przewidywalnymi przyczynami. Mutacje powodują, że geny są krótsze lub białka, takie jak białko S (ang. spike protein), działają słabo.

- Białka, które wytwarza wirus, składają się z aminokwasów. Podobnie jak nasze geny, geny wirusa mają instrukcje dotyczące tego, które aminokwasy należy skleić i w jakiej kolejności. Co ciekawe, odkryliśmy, że selekcja faworyzowała mutacje, które wykorzystywały aminokwasy będące bardziej stabilne, co oznacza, że ​​nie trzeba ich wykonywać tak często, a utrzymanie zapasów nie kosztuje tyle energii. Widzimy to, ponieważ wirus znajduje się pod silną presją selekcyjną, aby szybko się replikować, a więc użycie aminokwasów o dłuższym okresie przydatności oznacza, że ​​mniej prawdopodobne jest, że będziesz musiał czekać na dostawy – powiedział dr Atahualpa Castillo Morales, główny autor badania.

 

Źródło: University of Bath, fot. Catalin