Новый алгоритм позволит быстро выявить мутации коронавируса SARS-CoV-2 и определить генетический подтип патогена, которым заражён конкретный пациент. Это поможет в разработке лекарств и вакцин, а ещё в оценке эффективности карантина.
Разработка описана в препринте научной статьи, опубликованном на сайте bioRxiv группой во главе с Гейл Розен (Gail Rosen) из Университета Дрекселя в США. Исходный код алгоритма выложен в открытый доступ.
Любые вирусы легко мутируют. Вот и виновник нынешней пандемии уже разделился на несколько подтипов. Между тем мутации могут влиять на вирулентность (заразность) патогена и течение заболевания, а также выводить коронавирус из-под удара лекарств и вакцин. Поэтому так важно следить за изменениями его РНК (напомним, что именно в РНК, а не в ДНК, коронавирусы хранят наследственную информацию).
На начало апреля в общедоступных базах данных содержались геномы SARS-CoV-2, полученные более чем от четырёх тысяч пациентов. Однако полная молекула РНК вируса содержит более тридцати тысяч оснований. Проанализировать такой объём данных непросто.
Авторы нового исследования выделили в геноме коронавируса участки длиной в один нуклеотид, наиболее информативные с точки зрения его мутаций. Оказалось, что таких фрагментов всего 17. Вместе они образуют своего рода паспорт генетического подтипа вируса. Биологи назвали его информативным маркером подтипа (ISM).
То есть, чтобы распознать тот или иной патоген, учёным достаточно изучить эти 17 фрагментов. Благодаря этому подходу необязательно исследовать полный геном SARS-CoV-2, чтобы сказать, принадлежит ли он к одному из уже известных генетических подтипов или претерпел значительные мутации. Достаточно проанализировать лишь часть. Розен сравнивает это с быстрым сканированием штрих-кода товара в супермаркете.
Как поясняет учёный, в США уже распространились не менее шести, а то и десяти генетических подтипов коронавируса. Некоторые из них были завезены из разных стран Европы, другие – из Азии, и как минимум один выделился в результате мутаций, произошедших с патогеном уже на американском континенте.
Технология ISM позволяет быстро отслеживать распространение коронавируса из разных географических источников и тем самым определять эффективность каратинных мер. Кроме того, впоследствии медики получат возможность анализировать течение болезни и эффективность того или иного лечения и профилактики с учётом конкретного подтипа вируса, который распространяется в изучаемом регионе.
Исследование дало ещё один важный результат: оно помогло выявить участки генома коронавируса, которые одинаковы у всех его разновидностей. "Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) уже писали о том, что именно здесь находятся его уязвимые места.
К слову, ранее мы рассказывали о расшифровке генома коронавируса российскими учёными и первых изображениях коронавируса SARS-CoV-2, а также фотографиях, на которых патоген заражает клетку.
