Ինչպե՞ս են առաջանում մուտացիաները, արժե՞ սպասել կորոնավիրուսի նոր տեսակի

2024 Հեղինակ: Seth Attwood | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2023-12-16 16:07

Անցյալ տարվա հոկտեմբերին, ինչ-որ տեղ Հնդկաստանում, մի մարդ, ով հավանաբար իմունային անբավարարված է, հիվանդացավ COVID-19-ով: Հնարավոր է, որ նրա դեպքը թեթև է եղել, բայց նրա օրգանիզմի անկարողության պատճառով՝ ազատվել կորոնավիրուսից, նա երկարաձգվել և բազմացել է։ Քանի որ վիրուսը բազմանում էր և տեղափոխվում մի բջիջից մյուսը, գենետիկական նյութի կտորներն իրենց սխալ էին պատճենում: Այս փոփոխված վիրուսով նա վարակեց իր շրջապատին։

Այսպես, ըստ գիտնականների, առաջացել է կորոնավիրուսի Դելտա շտամը, որը ավերածություններ է գործում ամբողջ աշխարհում և ամեն օր խլում հսկայական թվով կյանքեր։ COVID-19 համաճարակի ընթացքում արդեն իսկ հայտնաբերվել են այս վիրուսի հազարավոր տարբերակներ, որոնցից չորսը համարվում են «անհանգստացնող»՝ Ալֆա, Բետա, Գամմա և Դելտա։

Դրանցից ամենավտանգավորը Delta-ն է, ըստ որոշ տեղեկությունների՝ այն մոտ 97%-ով ավելի վարակիչ է, քան բնօրինակ կորոնավիրուսը, որը հայտնվեց 2019 թվականին Ուհանում։ Բայց կարո՞ղ են լինել նույնիսկ ավելի վտանգավոր շտամներ, քան Delta-ն: Հասկանալը, թե ինչպես են տեղի ունենում մուտացիաները, կօգնի պատասխանել հարցին:

Կորոնավիրուսներն ավելի ենթակա են մուտացիաների, քան մյուս վիրուսները

Իրադարձությունների այնպիսի շրջադարձ, ինչպիսին Հնդկաստանում էր, անակնկալ չէր մանրէաբանների համար։ Իհարկե, նրանք չէին կարող գուշակել, թե որտեղ և երբ կհայտնվի էլ ավելի մահացու վիրուսը, և արդյոք դա ընդհանրապես տեղի կունենա, բայց վտանգավոր մուտացիայի հավանականությունը լիովին ընդունվեց։ Ըստ Միչիգանի համալսարանի մանրէաբանության և իմունոլոգիայի ամբիոնի վարիչ Բեթանի Մուրի, ամեն անգամ, երբ վիրուսը մտնում է բջիջ, այն կրկնօրինակում է իր գենոմը՝ տարածվելու այլ բջիջների վրա:

Ավելին, կորոնավիրուսներն ավելի անփույթ կերպով պատճենում են իրենց գենոմը, քան մարդիկ, կենդանիները կամ նույնիսկ որոշ այլ պաթոգեններ: Այսինքն՝ սեփական գենետիկ կոդերն պատճենելու գործընթացում նրանք հաճախ են սխալվում, ինչը հանգեցնում է մուտացիաների։ Չնայած կան վիրուսներ, որոնք նույնիսկ ավելի հաճախ են մուտացիայի ենթարկվում, քան կորոնավիրուսը, օրինակ՝ գրիպը։ Դա պայմանավորված է նրանով, որ կորոնավիրուսների ՌՆԹ-ն պարունակում է սրբագրող ֆերմենտ, որը պատասխանատու է կրկնօրինակների կրկնակի ստուգման համար: Հետևաբար, ամենից հաճախ այն ինչ ձևով է հայտնվում մարդու մեջ, այս կերպ այն գալիս է նրանից:

Սակայն, ինչպես ասում են համաճարակաբանները, աշխարհին անուղղելի վնաս հասցնելու համար շատ սխալ պատճենված պատճեններ պետք չեն։ Վիրուսները, որոնք փոխանցվում են օդակաթիլներով, օրինակ՝ զրույցի ընթացքում, շատ ավելի արագ են տարածվում, քան նրանք, որոնք փոխանցվում են սեռական, արյան կամ նույնիսկ շոշափելի ճանապարհով: Բացի այդ, նման վիրուսներն ունեն ևս մեկ վտանգ՝ վարակված մարդը կարող է փոխանցել այն, և նույնիսկ դրա մուտացիայի ենթարկված տարբերակը, նույնիսկ նախքան նա իմանա իր վարակի մասին։

Կորոնավիրուսի անհատական մուտացիաները ավելի քիչ վտանգավոր են, քան կոնվերգենտ էվոլյուցիան

Մուտացիաների մեծ մասը կա՛մ ինքնուրույն սպանում է վիրուսը, կա՛մ մահանում է տարածման բացակայության պատճառով, այսինքն՝ կրողը այն փոխանցում է փոքր թվով մարդկանց, ովքեր մեկուսացնում են և կանխում վիրուսի հետագա տարածումը: Բայց երբ ստեղծվում են մեծ թվով մուտացիաներ, նրանցից ոմանց պատահաբար հաջողվում է «փախչել» կրողների սահմանափակ շրջանակից, օրինակ՝ եթե վարակված մարդն այցելում է մարդաշատ վայր կամ մեծ թվով մասնակիցներով միջոցառում։

Այնուամենայնիվ, ըստ մանրէաբանության և մոլեկուլային գենետիկայի պրոֆեսոր Վոն Կուպերի, գիտնականներն ամենից շատ վախենում են ոչ թե որևէ վիրուսի մուտացիայից, այլ նմանատիպ փոփոխություններից, որոնք տեղի են ունենում բազմաթիվ անկախ տարբերակներում: Նման փոփոխությունները վիրուսը միշտ ավելի կատարյալ են դարձնում էվոլյուցիայի առումով։Այս երեւույթը կոչվում է կոնվերգենտ էվոլյուցիա։

Օրինակ, վերը նշված բոլոր շտամներում մուտացիան տեղի է ունեցել հասկ սպիտակուցի մի մասում (spike protein): Այս ելուստներն օգնում են վիրուսին վարակել մարդու բջիջները: Այսպիսով, D614G մուտացիայի արդյունքում ամինաթթուներից մեկը (որը կոչվում է ասպարտիկ թթու) փոխարինվել է գլիկինով, ինչը վիրուսն ավելի վարակիչ է դարձնում։

Մեկ այլ տարածված մուտացիա, որը հայտնի է որպես L452R, փոխակերպում է ամինաթթու լեյցինը արգինինի, կրկին հասկ սպիտակուցի մեջ: Հաշվի առնելով, որ L452 մուտացիան նկատվել է ավելի քան մեկ տասնյակ առանձին կլոններում, կարելի է եզրակացնել, որ այն կարևոր առավելություն է տալիս կորոնավիրուսին։ Այս ենթադրությունը վերջերս հաստատվել է հետազոտողների կողմից՝ վիրուսի հարյուրավոր նմուշների հաջորդականացումից հետո: Ավելին, ինչպես ենթադրում են գիտնականները, L452R-ն օգնում է վիրուսին վարակել կորոնավիրուսից որոշակի իմունիտետ ունեցող մարդկանց։

Քանի որ հասկի սպիտակուցը կարևոր նշանակություն է ունեցել պատվաստանյութերի և բուժման համար, գիտնականները ամենամեծ քանակությամբ հետազոտություններ են անցկացրել դրա մուտացիաները ուսումնասիրելու համար: Սակայն որոշ գիտնականներ կարծում են, որ միայն հասկի սպիտակուցի մուտացիաների ուսումնասիրությունը բավարար չէ վիրուսը հասկանալու համար: Մասնավորապես, այս կարծիքը կիսում է էվոլյուցիոն վիրուսաբանության փորձագետ Նաշ Ռոչմանը։

Ռոմանը վերջերս մի հոդվածի համահեղինակ է, որտեղ ասվում է, որ չնայած հասկ սպիտակուցը վիրուսի կարևոր տարրն է, կա նաև դրա մեկ այլ, նույնքան կարևոր մաս, որը կոչվում է նուկլեոկապսիդային սպիտակուց: Այն ծածկույթ է, որը շրջապատում է վիրուսի ՌՆԹ գենոմը: Գիտնականի կարծիքով՝ այս երկու ոլորտները կարող են միասին աշխատել։ Այսինքն, մի տարբերակ, որի մուտացիան ունի նուկլեոկապսիդային սպիտակուցի մուտացիա, կարող է միանգամայն տարբեր կերպ վարվել երկու սպիտակուցների մուտացիաներով:

Մի խումբ մուտացիաներ, որոնք գործում են համատեղ, կոչվում է էպիստազ: Ռոմանի և գործընկերների սիմուլյացիաները ցույց են տալիս, որ տարբեր կետերում մուտացիաների փոքր խումբը կարող է օգնել վիրուսին խուսափել հակամարմիններից և այդպիսով պատվաստանյութերը դարձնել ավելի քիչ արդյունավետ:

Կորոնավիրուսի վտանգավոր մուտացիայի սպառնալիքը կպահպանվի մինչև համաճարակի ավարտը

Գիտնականների ամենամեծ մտահոգությունը այն փաստն է, որ ի հայտ են գալիս պատվաստումների նկատմամբ կայուն մուտացիաներ։ Բոլոր պատվաստանյութերը ներկայումս ցույց են տալիս իրենց արդյունավետությունը։ Այնուամենայնիվ, Mu-ի վերջին տարբերակն արդեն ապացուցել է, որ շատ ավելի դիմացկուն է նրանց նկատմամբ, քան բոլոր նախորդ շտամները, ներառյալ Delta տարբերակը:

Հաշվի առնելով, որ աշխարհի բնակչության մի փոքր մասը դեռ պատվաստված է, վիրուսը հատուկ կարիք չունի մուտացիայի, որը կարող է լիովին գերազանցել իմունային համակարգը: Փորձագետները կարծում են, որ վիրուսի համար ավելի հեշտ է գտնել նոր և ավելի լավ ուղիներ՝ վարակելու միլիարդավոր մարդկանց, ովքեր դեռևս անձեռնմխելիություն չունեն:

Այնուամենայնիվ, ոչ ոք չգիտի, թե ինչ մուտացիաներ են սպասվում և որքան վնաս կարող են պատճառել դրանք: Հաշվի առնելով երկարատև ինկուբացիոն շրջանը՝ վտանգավոր մուտացիայով վիրուսը կարող է գոյատևել և ցրվել մոլորակի շուրջը, նույնիսկ եթե այն ծագում է նոսր բնակեցված տարածքում:

Հասկանալով մուտացիաների հարցը՝ կարևոր է հասկանալ մի բան՝ դրանք տեղի են ունենում վիրուսի վերարտադրության ժամանակ։ Տարբեր երկրներում այս տարի ի հայտ եկող մուտացիաներն են պատճառը, որ համաճարակը դեռ վերահսկելի չէ։ Այսինքն՝ որքան մոլեգնող է համաճարակը, այնքան ավելի շատ մուտացիաներ են առաջանում, որոնք իրենց հերթին նպաստում են վիրուսի էլ ավելի մեծ տարածմանը։ Հետևաբար, ապագա, ավելի վտանգավոր շտամների առաջացումը կանխելու լավագույն միջոցը կրկնությունների քանակի սահմանափակումն է: Այս պահին դրան օգնում է պատվաստումը, ինչպես նաև կանխարգելիչ միջոցառումների պահպանումը։