Мутациялар қалай пайда болады, коронавирустың жаңа штаммын күтудің қажеті бар ма?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Өткен жылдың қазан айында Үндістанның бір жерінде иммунитеті төмен адам COVID-19-мен ауырды. Оның жағдайы жұмсақ болған шығар, бірақ оның денесі коронавирустан арыла алмағандықтан, ол ұзаққа созылып, көбейе берді. Вирус репликацияланып, бір жасушадан екіншісіне ауысқанда, генетикалық материалдың бөліктері дұрыс емес көшірілді. Осы өзгертілген вируспен ол айналасындағыларға жұқтырған.

Ғалымдардың пікірінше, осылайша әлемді дүр сілкіндіретін және күн сайын көптеген адамдардың өмірін қиып жатқан коронавирустың Delta штаммы пайда болды. COVID-19 пандемиясы кезінде бұл вирустың мыңдаған нұсқалары анықталды, олардың төртеуі «алаңдаушы» болып саналады - Альфа, Бета, Гамма және Дельта.

Олардың ең қауіптісі - Delta, кейбір мәліметтерге сәйкес, ол 2019 жылы Уханьда пайда болған бастапқы коронавирусқа қарағанда шамамен 97% жұқпалы. Дегенмен, Delta-дан да қауіпті штамдар болуы мүмкін бе? Мутациялардың қалай пайда болатынын түсіну сұраққа жауап беруге көмектеседі.

Коронавирустар басқа вирустарға қарағанда мутацияға бейім

Үндістандағыдай оқиғалардың мұндай бұрылысы микробиологтарды таң қалдырған жоқ. Әрине, олар одан да қауіпті вирустың қай жерде және қашан пайда болатынын және оның мүлдем болатынын болжай алмады, бірақ қауіпті мутация мүмкіндігі толығымен мойындалды. Мичиган университетінің микробиология және иммунология кафедрасының меңгерушісі Бетани Мурдың айтуынша, вирус жасушаға енген сайын ол басқа жасушаларға таралу үшін геномын қайталайды.

Сонымен қатар, коронавирустар адамдарға, жануарларға немесе тіпті кейбір басқа патогендерге қарағанда геномдарын ұқыпсыз көшіреді. Яғни, өздерінің генетикалық кодтарын көшіру барысында олар жиі қателіктер жібереді, бұл мутацияға әкеледі. Дегенмен, мутацияға ұшырайтын вирустар коронавирусқа қарағанда жиі кездеседі, мысалы, тұмау. Бұл коронавирустардың РНҚ-сында көшірмелерді екі рет тексеруге жауап беретін түзетуші фермент бар. Сондықтан, көбінесе ол адамға қандай формада түседі, осылайша ол одан шығады.

Алайда, эпидемиологтар айтқандай, әлемге орны толмас зиян келтіру үшін көптеген қате көшірілген көшірмелер қажет емес. Ауа тамшылары арқылы берілетін вирустар, мысалы, сөйлесу кезінде жыныстық жолмен, қан арқылы немесе тіпті тактильді жолмен берілетін вирустарға қарағанда әлдеқайда жылдам таралады. Сонымен қатар, мұндай вирустардың тағы бір қауіпі бар - жұқтырған адам оны жұқтыруы мүмкін, тіпті оның мутацияланған нұсқасы да оның инфекциясы туралы білмей тұрып.

Коронавирустың жеке мутациялары конвергентті эволюцияға қарағанда қауіпті емес

Көптеген мутациялар вирусты өздігінен өлтіреді, немесе таралмауы салдарынан өледі, яғни тасымалдаушы оны оқшаулап, вирустың одан әрі таралуына жол бермейтін аздаған адамдарға береді. Бірақ мутациялардың үлкен саны жасалғанда, олардың кейбіреулері кездейсоқ тасымалдаушылардың шектеулі шеңберінен «қашып» үлгереді, мысалы, егер жұқтырған адам адамдар көп жиналатын жерге немесе қатысушылардың көп саны бар іс-шараға барса.

Дегенмен, микробиология және молекулалық генетика профессоры Вон Купердің айтуынша, ғалымдар тіпті бір вирустың мутациясынан емес, көптеген тәуелсіз нұсқаларда болатын ұқсас өзгерістерден қорқады. Мұндай өзгерістер әрқашан вирусты эволюция тұрғысынан жетілдіреді. Бұл құбылыс конвергентті эволюция деп аталады.

Мысалы, жоғарыда аталған барлық штаммдарда мутация масақ протеинінің бір бөлігінде орын алған. Бұл шығыңқылар вирустың адам жасушаларын жұқтыруына көмектеседі. Осылайша, D614G мутациясының нәтижесінде амин қышқылының бір түрі (аспартин қышқылы деп аталады) глицинмен ауыстырылды, бұл вирусты жұқпалы етті.

L452R деп аталатын тағы бір кең таралған мутация амин қышқылы лейцинді қайтадан протеиндегі шипалы аргининге айналдырады. L452 мутациясының оннан астам жеке клондарда байқалғанын ескерсек, бұл коронавирусқа маңызды артықшылық береді деп қорытынды жасауға болады. Бұл болжамды жақында зерттеушілер вирустың жүздеген үлгілерін ретке келтіргеннен кейін растады. Сонымен қатар, ғалымдардың айтуынша, L452R вирустың коронавирусқа қарсы иммунитеті бар адамдарға жұқтыруына көмектеседі.

Масақ протеині вакциналар мен емдеу әдістерін жасау үшін маңызды болғандықтан, ғалымдар ондағы мутацияларды зерттеу үшін ең көп зерттеулер жүргізді. Алайда, кейбір ғалымдар вирусты түсіну үшін тек қана протеиндегі мутацияларды зерттеу жеткіліксіз деп санайды. Атап айтқанда, бұл пікірді эволюциялық вирусология бойынша сарапшы Нэш Рочман да айтады.

Роман жақында мақаланың авторларының бірі болып табылады, онда масақ протеині вирустың маңызды элементі болғанымен, оның нуклеокапсид ақуызы деп аталатын басқа, сондай-ақ маңызды бөлігі бар екенін айтады. Бұл вирустың РНҚ геномын қоршап тұрған жабын. Ғалымның айтуынша, бұл екі сала бірігіп жұмыс істей алады. Яғни, нуклеокапсид белогында ешқандай өзгеріссіз масақ протеинінде мутация бар нұсқа екі белокта да мутация бар басқа нұсқадан мүлдем басқаша әрекет етуі мүмкін.

Концертте жұмыс істейтін мутациялар тобы эпистаз деп аталады. Роман мен оның әріптестерінің модельдеулері әртүрлі нүктелердегі мутациялардың шағын тобы вирустың антиденелерден құтылуына көмектесетінін және осылайша вакциналардың тиімділігін төмендететінін көрсетеді.

Коронавирустың қауіпті мутация қаупі пандемия аяқталғанға дейін сақталады

Ғалымдардың ең үлкен алаңдаушылығы – вакцинацияға төзімді мутациялардың пайда болуы. Қазіргі уақытта барлық вакциналар өз тиімділігін көрсетуде. Дегенмен, соңғы Му нұсқасы бұған дейінгі барлық штаммдарға, соның ішінде Delta нұсқасына қарағанда әлдеқайда төзімді екенін дәлелдеді.

Әлем халқының аз ғана бөлігі әлі де вакцинацияланғанын ескере отырып, вирустың иммундық жүйені толығымен жеңе алатын мутацияға ерекше қажеттілігі жоқ. Сарапшылардың пікірінше, вирус әлі иммунитеті жоқ миллиардтаған адамдарды жұқтырудың жаңа және жақсы жолдарын табу оңайырақ.

Дегенмен, алда қандай мутациялар күтіп тұрғанын және олардың қаншалықты зиян келтіретінін ешкім білмейді. Ұзақ инкубациялық кезеңді ескере отырып, қауіпті мутацияға ұшыраған вирус, тіпті аз қоныстанған аймақта пайда болса да, өмір сүре алады және планетаның айналасына тарай алады.

Мутация мәселесін түсіне отырып, бір нәрсені түсіну маңызды - олар вирустық репликация болған кезде пайда болады. Биылғы жылы әртүрлі елдерде пайда болған мутациялар індеттің әлі бақылауда болмауының себебі болып табылады. Яғни, пандемия неғұрлым асқынған сайын, соғұрлым мутациялар пайда болады, бұл өз кезегінде вирустың одан да көп таралуына ықпал етеді. Сондықтан болашақ, аса қауіпті штаммдардың пайда болуын болдырмаудың ең жақсы жолы - қайталану санын шектеу. Қазіргі уақытта вакцинация бұған көмектеседі, сонымен қатар профилактикалық шараларды сақтау.