Как новые вирусы эволюционируют и становятся опасными

В новом номере журнала Science исследователи из Университета штата Мичиган показали, как эволюционирует новый вирус, что проливает свет на то, насколько легко заболевания могут приобретать опасные мутации.

Учёные впервые продемонстрировали, как вирус «Лямбда» эволюционировал, чтобы найти новый способ атаковать клетки хозяина — инновация, для которой потребовалось четыре мутации. Этот вирус заражает бактерии, в частности, обычную бактерию E. coli. Хотя Лямбда не опасен для людей, это исследование показало, как вирусы развивают сложные и потенциально смертельные новые признаки.

«Сначала мы были удивлены, увидев, как Лямбда эволюционировала, получив эту новую функцию — способность атаковать и проникать в клетку через новый рецептор, — и это произошло так быстро, — сказал Джастин Мейер, соавтор статьи. — Но когда мы повторили эксперимент по эволюции, мы увидели, как одно и то же происходит снова и снова».

Эта работа следует за недавними новостями о том, что учёные в США и Нидерландах создали смертельную версию птичьего гриппа. Хотя птичьему гриппу для передачи между людьми не хватает всего пяти мутаций, крайне маловероятно, что вирус сможет естественным образом получить все полезные мутации сразу. Однако он может эволюционировать последовательно, получая преимущества одно за другим, если условия благоприятны на каждом этапе.

Способность Мейера и его коллег воспроизвести результаты, полученные в рамках исследований центра BEACON, указывает на важную роль адаптации путём естественного отбора в эволюции вируса.

Когда секвенировали геномы адаптировавшегося вируса, в них всегда обнаруживали четыре общие мутации. У вирусов, которые не развили новый способ проникновения в клетки, были некоторые из этих четырёх мутаций, но никогда все четыре вместе.

«Другими словами, естественный отбор способствовал эволюции вируса, потому что мутации помогали ему использовать как старые, так и новые способы атаки, — пояснил Мейер. — Это открытие ставит вопрос: могут ли пять мутаций птичьего гриппа также иметь несколько функций и способны ли они возникнуть естественным путём?»