Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology opublikowali dziś kompleksową, najpełniejszą mapę genomu wirusa SARS-CoV-2. Pomoże ona w przewidywaniu możliwych przyszłych mutacji koronawirusa. Praca opublikowana dziś na łamach czasopisma "Nature Communications" zawiera informacje o tym, które fragmenty RNA wirusa kodują konkretne białka i usuwa niektóre pomyłki, które były we wcześniejszych opracowaniach. Pozwala też lepiej przewidywać ewolucję wirusa i to, jakie mutacje mogą mieć kluczowe znaczenie dla jego rozprzestrzeniania się i zjadliwości.
Badania genomu SARS-CoV-2 prowadzono od początku ubiegłego roku i stosunkowo szybko udało się go zsekwencjonować. Cześć obecnych w nim genów była przy tym znana już z innych wirusów, rola niektórych długo jednak nie była pewna. Po przeprowadzeniu szeroko zakrojonych badań naukowcy MIT prezentują teraz najpełniejszą do tej pory mapę genów SARS-COV-2, potwierdzającą wiele rozpoznanych genów, ale wskazującą też na to, że niektóre z wcześniej identyfikowanych w praktyce żadnych białek nie kodują.
Wykorzystując najnowocześniejsze narzędzia do badań genomicznych, zdołaliśmy określić pełną zależność między genami SARS COV-2 i kodowanymi przez nie białkami - deklaruje współautor pracy, prof. Manolis Kellis z MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) i Broad Institute.
Genom SARS-CoV-2 składa się z blisko 30000 zasad azotowych. Naukowcy potwierdzili sześć genów kodujących białka w uzupełnieniu pięciu, które znano już z innych koronawirusów. Równocześnie oceniono, że pięć rejonów genomu, które wcześniej identyfikowano jako geny, w praktyce nie koduje żadnych białek. Znaleziono też geny, których rola nie jest do końca jasna.
Zespół badawczy przeanalizował też blisko 2000 mutacji, które pojawiły się w różnych próbkach wirusa SARS-CoV-2 od czasu, gdy zaczął zakażać ludzi i ocenili ich znaczenie dla zdolności koronawirusa do wywoływania infekcji i unikania odpowiedzi układu odpornościowego.
Przeanalizowaliśmy cały genom i jesteśmy przekonani, że nie ma w nim innych kodujących białka genów - dodaje pierwszy autor pracy, Irwin Jungreis z CSAIL. By ustalić znaczenie genów, których roli nie znamy, trzeba będzie przeprowadzić prace doświadczalne. To, że wskazujemy, które geny są prawdziwe, a które nie, pomoże innym naukowcom koncentrować się na tym co ważne i nie marnować czasu na analizę fragmentów genomu, które nie kodują białek - tłumaczy. Przy okazji badacze MIT wskazali na błędy w stosowanej do tej pory dla genomu SARS-CoV-2 terminologii i na łamach czasopisma "Virology" zaproponowali innym naukowcom spójne zasady oznaczania jego genów.
Zobacz również:
Przy okazji analizy mutacji, które pojawiły się od czasu wybuchu pandemii, autorzy pracy przekonali się, że w przypadku konkretnych genów schemat ich powstawania się zwykle utrzymuje. Oznacza to, że w większości przypadków, jeśli dany gen już wcześniej szybko ewoluował, w czasie pandemii trend ten nie ulegał zmianie. Podobnie, jeśli ewolucja jakiegoś genu była powolna. Najistotniejsze znaczenie mogą mieć jednak nieliczne przypadki, które wyłamywały się z tej zasady. Zauważono np. znaczne przyspieszenie ewolucji fragmentu białka, które tworzy otoczkę chroniącą materiał genetyczny wirusa. Te mutacje mogą się okazać najgroźniejsze, bo ten rejon białka jest celem ataku komórek układu odpornościowego typu B i jego zmiany mogą istotnie osłabiać reakcję immunologiczną.
Autorzy pracy przeanalizowali też mutacje wariantów wirusa, które budzą obecnie najwięcej obaw, w tym wariant brytyjski B.1.1.7, brazylijski P.1 i południowoafrykański B.1.351. Jak informują, wiele z tych mutacji dotyczy faktycznie białka kolca wirusa, istotnego dla jego zdolności zakażania, ale widać w nich także inne zmiany.
Każdy z tych wariantów ma jeszcze ponad 20 innych mutacji. Musimy dowiedzieć się, które z nich mają jakieś znaczenie, a które nie - wyjaśnia Jungreis. Dane na temat tych mutacji powinny pomóc innym naukowcom w badaniu tych wariantów, które mogą mieć z naszego punktu widzenia największe epidemiczne znaczenie. Możemy teraz badać kontekst ewolucyjny tych wariantów, by przekonać się na ile obecna pandemia wpisuje się w ich historię. Możemy sprawdzić, które mutacje prowadzą do specyficznej adaptacji do człowieka jako nosiciela, a które nie mają z tego punktu widzenia żadnego znaczenia - dodaje Kellis.
