Мутация COVID-19 сделала вирус более уязвимым

Молекулярные биологи выяснили, что первое крупное изменение в геноме коронавируса, мутация D614G, не только увеличила его заразность и стойкость к холоду, но и сделала его более уязвимым. Выводы ученых были опубликованы в статье в журнале Science Advances.

“Эксперименты показали, что мутация D614G поменяла структуру белков оболочки коронавируса так, что шансы на его удачное сцепление с рецептором ACE2 и проникновение в клетку стали выше. Однако это же изменение предоставляет антителам больше времени и возможностей на соединение с частицами SARS-CoV-2”, – пишут исследователи.

Первое серьезное изменение в геноме коронавируса ученые зафиксировали в начале марта 2020 года, когда в Европе начали распространяться новые штаммы коронавируса. Их характеризовала общая мутация в так называемом гене S, который управляет производством той части оболочки SARS-CoV-2, которая непосредственно связана с проникновением вируса в организм.

Сейчас эту мутацию, D614G, находят практически во всех разновидностях коронавируса, которые циркулируют среди населения всех континентов Земли. Быстрое распространение говорит, что она может быть полезной для коронавируса. Однако точный характер ее действия на вирус пока полностью не изучен.

Молекулярные биологи под руководством научного сотрудника Национальной ускорительной лаборатории в Лос-Аламосе Сандрасегарама Гнанакарана детально изучила последствия появления этой мутации. Ученые обнаружили у нее ранее неизвестную черту, которая может увеличивать эффективность вакцин и природного иммунитета к SARS-CoV-2.

В ходе работы ученые подготовили несколько точных виртуальных моделей белков оболочки коронавируса, с мутацией D614G и без нее. Далее исследователи с помощью суперкомпьютера смоделировали их взаимодействия с рецепторами ACE2 на поверхности клеток легких.

Расчеты показали, что мутация заметно изменила то, как S-белок – ключевая часть оболочки коронавируса – разворачивается во время его контактов с клетками. Эта молекула состоит из двух частей, S1 и S2. Первая из них участвует в процессе прикрепления вируса к мембране непосредственно, а вторая отвечает за ее растворение и проникновение вирусной РНК в клетку.

Чтобы вирус прикрепился к мембране, нужно, чтобы определенные сегменты S1 приняли особую пространственную конфигурацию, которую биологи называют “верхним” положением. Чем больше подобных сегментов переходят в это состояние, тем выше шансы на то, что один из них соединится с клеткой и прикрепится к ней.

Мутация D614G увеличила вероятность того, что один или несколько сегментов белка S1 при сближении с клеткой перейдут в верхнее положение. Это сделало вирус более заразным, но при этом увеличило вероятность того, что антитела смогут присоединиться к другим областям оболочки SARS-CoV-2 еще до того, как он успеет проникнуть в клетку.

Подобная особенность вируса может объяснять, почему все существующие вакцины, разработка которых началась еще до того, как появилась мутация D614G, действуют на ее носителей так же эффективно, как и на первые версии SARS-CoV-2. Исследователи предполагают, что этой “ахилессовой пятой” коронавируса можно воспользоваться при разработке новых вакцин и моноклональных антител.

Для того, чтобы быть в курсе новостей в сфере науки, подписывайтесь на наш Telegram-канал.