Предсказана эволюция смертельно опасных вирусов

Международная группа ученых разработала теоретическую модель, позволяющую предсказать эволюцию вирусных инфекций, которые могут вызвать пандемии. Ее прогнозы удалось подтвердить в ходе эксперимента с норовирусами. Препринт статьи имеется в распоряжении редакции «Ленты.ру».Исследователи отмечают, что необходимо научиться предсказывать эволюцию патогенных агентов для того, чтобы адекватно реагировать на возникающие угрозы массовых эпидемий вирусных инфекций. Обычно ученые изучают доступные образцы ДНК и анализируют филогенетические деревья (схемы, отражающие эволюционные взаимосвязи между различными организмами), после чего прогнозируют, какие штаммы вирусов будут в конечном итоге доминировать. Однако этот метод не позволяет понять, какие новые штаммы могут возникнуть.В своем исследовании ученые смоделировали эволюцию норовирусов (MNV), учитывая такие параметры, как стабильность формирования капсида (внешней оболочки вируса) и прочность связывания (афинность) с антителами. Эти свойства отражают приспособленность вируса к организму-хозяину. Капсид предохраняет гены инфекционного агента от механических повреждений и обеспечивает его прикрепление к заражаемым клеткам. Афинность к антителам, препятствующим размножению патогена, определяет уязвимость вируса к иммунитету.Биологи определили, как именно будет происходить эволюция вирусов в зависимости от численности их популяции. Им удалось показать, что в больших популяциях происходит усиление стабильности капсида, а в маленьких — ее ослабление. Однако афинность к антителам должна уменьшаться в группах любых размеров.Для подтверждения результатов теоретической модели, ученые проследили за большим числом MNV в культуре клеток, где главной движущей силой эволюции является естественный отбор. Кроме того, ученые использовали микрожидкостной чип Evolution Chip. В нем крупную популяцию норовирусов можно разделить на множество маленьких независимых групп, в которых основную эволюционную роль играют случайные (и в большинстве случаев бесполезные) мутации.Авторы работы полагают, что возможность проследить за эволюцией вирусов на Evolution Chip и предсказать ее ход позволит бороться с угрозами пандемий.Норовирусами называют род вирусов, который вызывает острые желудочно-кишечные инфекции. К нему относится единственная разновидность — вирус Норуолк Он очень заразен и ежегодно становится причиной около 300 смертей в США.