Powstała mapa genomu SARS-CoV2

Zespół z MIT przedstawił pierwszą dokładną genetyczną mapę nowego koronawirusa. Pokazuje ona, gdzie mogą znajdować się istotne geny, i jak działają zachodzące w nim mutacje.

Choć już po kilku miesiącach od początku pandemii udało się zsekwencjonować genom SARS-Cov2, kompletnych danych o genach kodujących wirusowe białka brakowało. Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology, na łamach pisma „Nature Communications” opublikowali właśnie mapę z tymi informacjami. Badacze potwierdzili kilka kodujących białko genów i znaleźli kilka nowych. Wykazali też, że niektóre miejsca, które podejrzewano o zawartość genów, jednak ich nie zawierają.

Dokonali tego dzięki metodzie opartej m.in. na porównaniu genomu nowego koronawirusa z genomami innych, podobnych do niego wirusów, m.in. z genomem SARS-CoV. Pomogła w tym nowa technika komputerowej analizy opracowana przez jednego z autorów dokonania, prof. Manolisa Kellisa.

„Byliśmy w stanie wykorzystać uwzględniające ewolucyjne sygnatury, potężne, porównawcze podejście genomowe, aby odkryć rzeczywistą, kodującą geny zawartość w tym, tak istotnym genomie” – opowiada prof. Kellis.

Funkcja części genów nie jest jeszcze znana.

Zespół z MIT przeanalizował także ok. 2 tys. mutacji, które powstały w różnych wariantach wirusa, wyizolowanych odkąd zaczął on infekować ludzi. Wiedza ta pozwoliła na ocenę tego, jak ważne te mutacje mogą być dla zdolności zarazka do zakażania i wywoływania choroby.

„Potrzebne są eksperymentalne badania, aby sprawdzić funkcje niescharakteryzowanych jeszcze genów. Przez określenie, które geny są prawdziwe, pozwalamy naukowcom skupić ich uwagę właśnie na tych genach, zamiast tracić czas na coś, co nawet nie jest pzrepisywane na białko” – podkreśla kierujący pracami dr Irwin Jungreis.

Naukowcy zwracają uwagę, że wiele wcześniejszych badań nie tylko uwzględniało niewłaściwy zestaw genów, ale nawet nazwy genów się czasami nie zgadzały. Autorzy nowej mapy, w osobnym artykule zaproponowali więc ustandaryzowany system nazewnictwa dla genów SARS-CoV2.

Badanie wskazało jednocześnie na szybką ewolucję wirusa. Pokazało przy tym, że większość genów, które mutowały szubko – zanim rozpoczęła się pandemia – w jej trakcie nadal szybko się zmieniała, a geny ewoluujące wolno wcześniej – także w większości utrzymały swój trend.

Pojawiły się jednak wyjątki od tej reguły, rzucające światło na to, jak wirus dostosował się do ludzkiego gospodarza. Na przykład jedno z białek otaczających genom SARS-CoV2 miało dużo więcej zmian, niż badacze się spodziewali na podstawie historii ewolucyjnej wirusa. Na białko to reagują ludzkie limfocyty B, więc mutacja w kodującym je genie pomaga wirusowi unikać odpowiedzi immunologicznej.

„Spekulujemy, że warianty, które nie mutują w tym regionie, są rozpoznawane przez układ odpornościowy człowieka i eliminowane. Tymczasem warianty, które akumulują przypadkowe mutacje w tym miejscu, są lepiej przystosowane do uniknięcia ataku systemu immunologicznego i pozostają w obiegu” – wyjaśnia prof. Kellis.

Jego zespół przyjrzał się też mutacjom tzw wariantu brytyjskiego, brazylijskiego oraz południowoafrykańskiego.

Wiele mutacji, które sprawiły, że wirus stał się groźniejszy, dotyczy białka spike, choć inne mutacje też są obecne. „Każdy z tych wariantów miał ponad 20 innych mutacji i ważne jest, aby wiedzieć, które z nich coś znaczą, a które nie. Użyliśmy więc naszej metody porównywania genomów, aby dokonać pierwszej selekcji sprawdzającej wagę mutacji na podstawie ich pozycji” – tłumaczy dr Jungreis.

Pozwoli to poznać lepiej wirusa w kontekście jego ewolucji i zrozumieć, jak do niej pasuje obecna pandemia.

„Dla wariantów, które mają wiele mutacji, możemy zobaczyć, które z nich są prawdopodobnie dostosowaniem do nowego gospodarza, a o których nie warto wspominać” – mówi prof. Kellis. (PAP)

Marek Matacz