Отслеживание «штрих-кода» вируса показывает путь и эволюцию COVID-19

Исследователи из Университета Дрексел сообщили о методе быстрого выявления и маркировки мутированных версий вируса, вызывающего COVID-19.

Их предварительный анализ с использованием информации из глобальной базы данных генетической информации, полученной в результате тестирования на коронавирус, позволяет предположить, что в Северной Америке существует по меньшей мере от шести до десяти слегка отличающихся версий вируса, заражающих людей, некоторые из которых родом из Азии, в то время как другие такие же, как в Европе.

Первоначально разработанный как способ синтаксического анализа генетических образцов для получения снимка микробов, инструмент генетического анализа выявляет закономерности из объемов генетической информации и может определить, был ли вирус генетически изменен.

Затем ученые могут использовать шаблон для классификации вирусов с небольшими генетическими различиями, используя теги, называемые маркерами информативных подтипов (ISM).

Применение того же метода для обработки вирусных генетических данных позволяет быстро обнаружить и классифицировать небольшие генетические изменения в SARS-CoV-2, новом коронавирусе, который вызывает COVID-19, сообщается в статье, недавно опубликованной в архиве предварительных исследований bioRxiv.

Инструмент генетического анализа, который генерирует эти метки, является общедоступным для исследователей COVID-19 на GitHub.

«Типы вирусов SARS-CoV-2, которые мы видим в тестах из Азии и Европы, отличаются от типов, которые мы наблюдаем в Америке», — сказала доктор Гейл Розен, профессор инженерного колледжа Drexel, которая руководила разработкой инструмента.

«Выявление изменений позволяет нам увидеть, как вирус изменился по мере того, как он перемещался от населения к населению. Он также может показать нам области, где социальное дистанцирование было успешным при выделении COVID-19».

Инструмент ISM особенно полезен, поскольку не требует анализа полной генетической последовательности вируса для выявления его мутаций. В случае SARS-CoV-2 это означает сокращение генетического кода вируса длиной 30000 до метки подтипа длиной 17 баз.

«Это эквивалентно сканированию штрих-кода вместо ввода полного кода продукта», — сказала Гейл Розен.

«И сейчас мы все пытаемся пройти через продуктовый магазин немного быстрее. Для ученых это означает возможность гораздо быстрее перейти к высокоуровневому анализу. Например, более быстрый процесс изучения версий вирусов может повлиять на результаты в отношении здоровья».

Хотя этих генетических различий может быть недостаточно для определения нового штамма вируса, ученые предлагает принять эти генетически значимые «подтипы», где они обнаруживаются и насколько распространены в этих областях — данные достаточно детализированы, чтобы быть полезными.

«Это позволяет нам увидеть очень специфический отпечаток COVID-19 из каждого региона по всему миру и внимательно посмотреть на более мелкие регионы, чтобы увидеть, насколько он отличается», — сказала Гейл Розен.

«Наш предварительный анализ, используя общедоступные данные со всего мира, показывает, что комбинация подтипов вируса, найденных в Нью-Йорке, наиболее похожа на те, которые были найдены в Австрии, Франции и Центральной Европе, но не в Италии.

— А подтип из Азии, который был обнаружен здесь в начале пандемии, не распространился очень сильно, вместо этого мы видим новый подтип, который существует только в Америке, как наиболее распространенный в штате Вашингтон и на западном побережье.»

Помимо того, что этот метод помогает ученым понять, как вирус меняется и распространяется, он также может выявить ту часть его генетического кода, которая, по-видимому, остается устойчивой к мутациям — открытие, которое может быть использовано для борьбы с вирусом.

«Мы видим, что две части вируса, которые, похоже, не мутируют, ответственны за его проникновение в здоровые клетки и упаковку своей РНК», — сказала Гейл Розен.

«Оба эти фактора являются важными мишенями для понимания иммунного ответа организма, определения противовирусной терапии и разработки вакцин.»

Zhengqiao Zhao et al. Characterizing geographical and temporal dynamics of novel coronavirus SARS-CoV-2 using informative subtype markers, bioRxiv (2020). DOI: 10.1101/2020.04.07.030759