Раскрыт ранее неизвестный механизм, ускоряющий эволюцию коронавируса
ТАСС, 22 апреля. Молекулярные биологи из США обнаружили, что в РНК коронавируса могут возникать новые мутации благодаря наличию у фермента RdRp, отвечающего за копирование генома SARS-CoV-2, способности "переключаться" между разными шаблонами генома вируса. Об этом сообщила пресс-служба Бейлоровского медицинского колледжа (BCM).
"Мы обнаружили, что в процессе копирования генома коронавируса фермент RdRp может переключаться на другой РНК-шаблон. В результате этого производимая им копия генома вируса представляет собой смесь из двух разных РНК-шаблонов. Это приводит к удалениям или вставкам больших сегментов генома, что повышает уровень вариативности вируса", - заявил профессор BCM Кристоф Герман, чьи слова приводит пресс-служба вуза.
Как отмечают биологи, в первые месяцы после начала пандемии ученые считали, что РНК коронавируса накапливает мутации с достаточно медленной скоростью, так как его белки обладают способностью исправлять мутации, возникающие в процессе копирования вирусного генома. Эти представления были поставлены под сомнение после появления новых штаммов коронавируса, сильно отличавшихся по структуре РНК от уханьского SARS-CoV-2.
Для раскрытия механизмов появления этих мутаций американские исследователи разработали специальный подход, который позволяет помечать произвольные молекулы РНК при помощи уникальных меток из небольшого числа нуклеотидов, отслеживать то, как меняется структура копий этих нитей РНК в процессе их сборки. Ключевую роль в этом процессе играет вирусный белок RdRp, копирующий уже существующие образцы генома SARS-CoV-2.
Механизмы ускоренной эволюции вируса
Ученые проследили за взаимодействиями RdRp с помеченными копиями генома коронавируса и обнаружили, что данный белок совершает неожиданно много ошибок при копировании РНК. В среднем он порождал примерно по три ошибки на одну копию генома SARS-CoV-2 (по одной мутации на каждые 10 тыс. прочитанных генетических "букв"-нуклеотидов), причем эти ошибки не были случайными - они были сосредоточены в той части генома вируса, которая была связана с проникновением вируса в клетки.
Последующее изучение этих мутаций показало, что они возникали в результате того, что у RdRp есть способность "переключаться" между разными шаблонами генома вируса в процессе его копирования. Это приводит к появлению крупных удалений, вставок и сложно устроенных мутаций, которые значительным образом меняют архитектуру генома SARS-CoV-2. Когда ученые учли этот факт в эпидемиологических расчетах, им удалось достаточно быстро воспроизвести образование альфа, гамма и омикрон штаммов коронавируса.
В дополнение к этому исследователи обнаружили, что схожие процессы также происходят при производстве РНК-вакцины компании Pfizer, ключевой компонент которой фармацевты получают при помощи ферментов вируса бактериофага Т7. Это объясняет то, почему большое число молекул РНК в данной вакцине содержит в себе множество дефектов и мутаций, отсутствующих в шаблоне для ее изготовления, подытожили ученые.