Под руководством молекулярного эволюциониста Георгия Базыкина из Института проблем передачи информации им. А.А. Харкевича Российской академии наук (ИППИ РАН) российско-американская группа исследователей показала, что различные гены вируса гриппа эволюционируют не независимо друг от друга, а скоординированным образом. Результаты исследования опубликованы 6 августа в журнале PLOS Genetics.
Одна из главных причин, по которой человечеству не удаётся справиться с инфекционными заболеваниями – это их способность адаптироваться за счет эволюционных изменений. Быстро возникающие мутации позволяют патогенам обходить защиту иммунной системы человека и обеспечивают устойчивость к лекарственным средствам, которыми человечество пытается с ними бороться.
Чтобы научиться предсказывать и, возможно, предотвращать распространение таких мутаций, необходимо понимать, как они изменяют свойства вируса. Эффект каждой мутации по отдельности можно оценить экспериментально; однако неясным остается вопрос о том, каков результат нескольких мутаций вместе. «Складываются» ли их эффекты, или же итог совместного действия определяется их сложными взаимодействиями друг с другом? Насколько часты такие взаимодействия и каков их характер? Эти вопросы являются предметом горячего обсуждения. На помощь здесь приходит биоинформатический анализ.
«Мы исследовали то, в какой последовательности возникали мутации в двух важнейших генах вируса гриппа: гемагглютинине и нейраминидазе, являющихся важными мишенями иммунной системы и лекарственных средств», – рассказал руководитель исследования Георгий Базыкин. – «Мы показали, что изменения в разных генах были согласованы между собой: мутации в одном гене часто «разрешались» предшествовавшими мутациями, или же компенсировались последующими мутациями, в другом гене. В частности, мутации в гене нейраминидазы, давшие вирусу гриппа устойчивость к лекарственным препаратам, были «разрешены» предшествовавшими мутациями в гене гемагглютинина».
Такая координация означает, что естественный отбор способствует определенным сочетаниям мутаций; знание этих сочетаний необходимо для того, чтобы понимать и, возможно, предсказывать эволюцию.
Отметим, что это не первое исследование Георгия Базыкина на тему гриппа. В августе прошлого года в том же Plos Genetics вышла статья о взаимодействиях вирусных мутаций, приводящих к пандемиям гриппа.
PhD Принстонского университета Георгий Базыкин заведует сектором молекулярной эволюции ИППИ РАН и руководит группой биоинформатики в лаборатории эволюционной геномики ФББ МГУ. Георгий вместе со своими сотрудниками, аспирантами и студентами регулярно участвует в международных исследовательских проектах на стыке математики, биологии и медицины. Одна из последних нашумевших работ была посвящена влиянию возраста отцов на здоровье и репродукцию потомков.
| 07.08.2015 | |