July 28th, 2020

Необычные мутации коронавируса

Сегодня в рецензируемом научном журнале PeerJ у нас вышла статья по актуальной теме – публикация посвящена тому, как мутирует коронавирус, захвативший мир.

Прежде чем объяснять суть статьи напомню некоторые базовые вещи из курса молекулярной биологии (если вы владеете темой – переходите сразу к следующему абзацу). Итак, молекула ДНК представляет собой двойную спираль. Каждая из спиралей – это цепочка из четырех типов нуклеотидов, обозначаемых буквами A,T,G,C. В двойной спирали А ставится напротив Т, а G напротив С. Это называется принципом комплементарности, и он позволяет молекуле ДНК размножаться. Двойная спираль расплетается, и к каждой отдельной цепочке достраивается вторая по этому принципу. В итоге получается две двойные спирали. Копирование ДНК не идеально: иногда возникают случайные опечатки – мутации. Кроме того, с ДНК по этому же принципу комплементарности считываются одноцепочечные молекулы РНК, тоже состоящие из нуклеотидов. Нуклеотиды РНК обозначают буквами A,U,G,C. При синтезе РНК U ставится напротив А. Молекулы РНК используются для синтеза белков.

SARS-CoV-2 – вирус, наследственный материал (геном) которого представлен положительной, то есть используемой для синтеза белков, цепочкой РНК. ДНК у вируса нет. Мы заинтересовались, как изменился характер мутагенеза SARS-CoV-2 после того, как он перескочил к людям. Для этого мы взяли около тысячи полностью прочитанных геномов SARS-CoV-2 и посмотрели на этих данных относительные частоты уникальных одиночных мутаций, когда один нуклеотид A,U,G или C меняется на другой. Поскольку речь идет о разновидностях вируса человека, то все такие мутации произошли в ходе распространения вируса среди людей.

Для сравнения мы посмотрели на одиночные нуклеотидные замены между SARS-CoV-2 и родственными вирусами летучих мышей. Биоинформатические методы позволяют реконструировать предковый геном вируса. Отличия от этого предкового генома представляют собой замены, которые произошли до того, как вирус стал заражать людей. Аналогичные расчеты мы выполнили для двух других коронавирусов, которые перескочили от животных к людям: вируса атипичной пневмонии (SARS-CoV) и коронавируса HKU1.

Collapse )