Как и любой другой организм, коронавирус мутирует, приспосабливаясь к условиям внешней среды. Но этот патоген не может изменяться бесконечно — когда-нибудь он ведь должен остановиться.
Пока мы разрабатываем новые средства от SARS-CoV-2, он мутирует, изменяя свой геном и приспосабливаясь к внешним угрозам. Но это не может происходить бесконечно, и вероятность появления новых опасных вариантов со временем все уменьшается
Пандемия позволила нам изучить детали того, как происходит эволюция в реальном времени. Ученые сгенерировали более двух миллионов последовательностей генома вируса SARS-CoV-2, что позволило им анализировать мельчайшие эволюционные изменения — такое ранее никогда не было возможным ни для одного реплицирующегося биологического агента за пределами лаборатории. На основе полученных данных можно дать примерный прогноз того, когда коронавирус перестанет изменяться и уже больше не сможет приспосабливаться к среде.
Геном SARS-CoV-2 состоит из 30 000 индивидуальных оснований. Скорость, с которой возникают мутации, обычно выражается как вероятность того, что любое индивидуальное основание будет ошибочно заменено при репликации генома. Согласно недавним экспериментам, результаты которых еще не опубликованы в научном журнале, такая вероятность составляет три миллионных. Учитывая эту скорость, мы можем выяснить, сколько мутаций может возникать каждый раз, когда кто-то заражается. Умножив 30 000 оснований с вероятностью 3/1 000 000, мы получим в общей сложности около 0,1 мутации каждый раз, когда геном реплицируется.
Пик заражения длится пять-семь дней, в течение которых вирус обычно совершает три-семь «циклов репликации» (шагов от первоначального прикрепления к клетке-хозяину до генерации и высвобождения вновь синтезированных вирусных частиц). Пять циклов репликации приведут к примерно 0,5 мутаций, или к одной новой мутации на каждых двух инфицированных людей. Чтобы вычислить общее число мутаций, возникающих при заражении, нам также необходимо учитывать все продуцируемые вирусные частицы, каждая из которых следует своим собственным эволюционным путем.
Общее количество инфекционных вирусных частиц, образующихся в ходе инфекции, составляет около 300 000 000 000. Если каждая из них испытывает в среднем 0,5 мутации в результате 5 циклов репликации, то оценка общего числа мутаций во время инфекции во всех вирусных частицах вместе взятых будет где–то от 100 000 до 100 000 000. Этот расчет не такой точный, как хотелось бы, но это то, что мы имеем, учитывая существующие данные.
РНК–код вируса содержит четыре основания: G,C,U и A — в геноме их насчитывается 30 000. Мутация может изменить любую из этих букв на любую из трех других букв в коде. Это дает в общей сложности около 100 000 возможных одиночных мутаций. С одной стороны, это означает, что все возможные одиночные изменения в РНК вируса уже произошли, и вероятность появления новых опасных штаммов со временем сильно уменьшается. С другой стороны, наибольшую опасность создают комбинации мутаций, и пока неизвестно, какие из них смогут сильно увеличить патогенность вируса.
Оценили 4 человека
3 кармы