Мутацию вируса сезонного гриппа можно предсказать заранее, выиграв дополнительное время для создания эффективной вакцины. Американские и российские ученые выяснили, что мутации «ходят парами», поэтому первую мутацию- «гвоздь» можно использовать как предвестника «опасной» второй мутации - «молотка», который этот гвоздь забьет.

Прививки против сезонного гриппа в будущем, возможно, будут делать, не отследив, а предсказав штамм, то есть тип, наступающего вируса.

Сергей Кряжимский из Университета Пенсильвании и его коллеги, в том числе сотрудник Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича РАН Георгий Базыкин опубликовали в журнале PLoS Genetics работу, посвященную прогнозированию грядущего штамма вируса.

Практические перспективы этого труда трудно переоценить: достоверное предсказание штамма сделает вакцинацию куда более направленной и эффективной.

В Университете Пенсильвании проведено изучение генома штаммов вируса гриппа, существовавших в течение последних 40 лет. Ученые предлагают посмотреть на мутации вируса с другой стороны:

каталогизируя пары генетических изменений, происходивших одно за другим в течение небольшого промежутка времени, можно использовать любую мутацию как предвестника ее грядущего «партнера».

Отслеживание каждой отдельной мутации в этом случае недостаточно. «Иногда мутация является функциональной или адаптирующей вирус к условиям среды», - отмечает руководитель работы Джошуа Плоткин. Авторов интересовали лишь так называемые эпистатически связанные гены (Эпистаз - это взаимодействие генов, при котором активность одного гена находится под влиянием вариаций других генов).

«Если мы видим, что мутация произошла в точке А, а вскоре - в точке В, причем эта тенденция повторяется значительное количества раз, то с некой вероятностью мы можем утверждать, что А и В связаны эпистатически. Первая мутация сама по себе может не нести особой информации, однако она важна в качестве предвестника второй, более важной мутации.

Первая мутация подобна гвоздю, а вторая - молотку»,

- описывает Плоткин. Таким образом, суть эпистаза в том, что результирующее воздействие двух последовательных мутаций заметно превосходит сумму их независимых воздействий.

Авторам работы удалось установить несколько сотен связанных мутаций, в которых одно из изменений служит «воротами» для наступления другого.

Как и предполагалось, эта первая мутация в большинстве случаев была безвредной и незаметной с точки зрения работы вируса. Она не оказывала обнаруживаемого эффекта и обычно даже не вела к изменению последовательности аминокислот в белках вируса. Единственное ее действие - «прокладка дороги» для второй мутации, которая оказывала серьезное воздействие на структуру белков вируса тремя-шестью годами позже. Первая мутация, таким образом, предупреждает о приближении второй.

Первичные нейтральные мутации в предыдущих исследованиях вируса иногда не были замечены либо были отброшены, но они оказались исключительно важны для эволюции вируса.

В подтверждение своей теории авторы работы предъявили мутацию-предвестника появления штамма прошлогоднего сезонного гриппа.

«Честно говоря, меня больше всего интересует использование вируса гриппа как модели для поиска базовых закономерностей молекулярной эволюции. Законы физики и сворачивания белков универсальны, поэтому исследуя эволюцию белков вируса гриппа, мы можем не только извлечь практическую пользу, но и приблизиться к пониманию этих фундаментальных законов», - считает Плоткин. В перспективе он планирует также пересмотреть механизм возникновения устойчивости к лекарственным препаратам у отдельных штаммов, в частности, у «свиного гриппа» H1N1.

Исследуемые мутации влияют, прежде всего, на белки поверхности вредителя. Именно они отвечают за то, каким именно образом вирус проникает в клетки человеческого тела и взаимодействует с ними.

Исследователи надеются, что их работа в ближайшем будущем поможет более эффективно бороться с гриппом и спасти жизни людей: ежегодно от сезонного гриппа по всему миру умирают сотни тысяч человек.

Каждый год сразу после определения штамма начинается гонка по созданию вакцины против него: в это время грипп уже свирепствует и работы должны вестись как можно быстрее. Предсказание грядущего штамма даст специалистам бесценное время для заблаговременного создания вакцины.

Автор: Александра Борисова