Мутация и эволюция: что показала расшифровка генома коронавируса петербургскими учёными

Петербургские учёные расшифровали геном коронавируса и уже предположили, откуда он мог прийти в Северную столицу. Работа потребовала совместных усилий специалистов НИИ гриппа и учёных Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ и принесла свои плоды, которые, к слову, уже занесены в мировую базу сведений об инфекции.

Главным расшифровщиком сложнейшей комбинации является миниатюрный прибор под названием секвенатор. Несмотря на его величину, стоимость однократного запуска отнюдь не малая — 200 тыс. рублей. К счастью, транжирить средства не пришлось, поскольку уже первый генетический анализ показал важные сведения: российский коронавирус имеет не китайское, а европейское происхождение и пришёл он к нам, скорее всего, из Франции.

Это, поясняет завлаборатории молекулярной вирусологии НИИ гриппа им. Смородинцева Андрей Комиссаров, так называемый «мокрый» этап расшифровки генома коронавируса, — выделение РНК, с которой и работает секвенатор на молекулярном уровне.

— Мы наносим молекулы нуклеиновых кислот на прибор, и в приборе есть нанопоры, через которые эти молекулы протягиваются, и, в зависимости от того, какая буква сейчас находится в центре поры, меняются электрические характеристики поры, — говорит Комиссаров.

Геном можно сравнить со словом, в котором буквы — это те или иные нуклеотиды. А вот составление искомого слово — это уже «сухой» этап расшифровки, в котором на помощь учёным НИИ гриппа пришли биоинформатики СПбГУ.

По словам старшего научного сотрудника Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Михаила Райко, эта часть работы требует довольно больших вычислительных ресурсов.

— Нам нужно отличить реальный сигнал прибора, те настоящие мутации, которые возникают в этом геноме, от шума, какого-то паразитного сигнала, который даёт прибор, — рассказал Райко.

Главный сервер университета, а это 120 ядер и 1,5 терабайта оперативной памяти, обрабатывал данные два дня. Длина генома коронавируса составила 30 тыс. букв — и это не так уж много. К примеру, в ДНК человека более 3 млрд пар нуклеотидов. Но даже эта информация даёт новые знания о невидимом, но смертельно опасном противнике человечества.

Вместе с тем, как говорит научный сотрудник Центра алгоритмической биотехнологии СПбГУ Дмитрий Антипов, в этом вопросе важно было узнать скорость мутации.

— Для этого вируса мы уже знаем скорость мутации, и если мы видим сотню изменений по отношению к уханьскому декабрьскому вирусу, штамму, то, наверное, что-то пошло не так, то есть мы, наверное, как-то ошиблись технически, — пояснил Антипов.

Российский штамм отличается от уханьского всего на пять замен — на 30 тыс. знаков, а значит, эволюционирует он гораздо медленнее, чем тот же вирус гриппа.

— Эта работа очень важна, потому что, если он мутирует быстро, то подходы к созданию вакцины одни, если медленно — то другие, — объяснил Андрей Комиссаров.

Пока в базе данных лишь один код COVID-19 из России — из более чем 2000 геномов со всего мира. Учёные НИИ гриппа предлагают всем лабораториям генетического анализа объединиться в консорциум для совместной работы по изучению динамики распространения коронавируса и его эволюции.

Напомним, ранее сообщалось, что разработка вакцины ФМБА от коронавируса прошла первую фазу — ожидаются стадии испытаний.