Ученые из Сколтеха открыли новые закономерности эволюции вируса гриппа. Это позволит предсказывать мутации в геноме вируса и в перспективе поможет создавать более эффективные вакцины. Результаты работы были опубликованы в престижном научном журнале PNAS.
Хотя вакцины от многих заболеваний эффективны на протяжении длительного времени, вакцинироваться от гриппа приходится каждый год заново перед началом эпидемиологического сезона. Причина в том, что вирус гриппа очень быстро мутирует. Многие из этих мутаций полезны для вируса: они изменяют последовательность аминокислот в его поверхностных белках, так что антитела, которые наработал наш организм после предыдущей вакцинации или после перенесённого заболевания, перестают действовать. Из-за этого каждый год ученым приходится сначала предсказывать то, как вирус гриппа поменяется к следующему году, а потом разрабатывать соответствующую вакцину – чаще всего коктейль из поверхностных вирусных белков, которые помогут организму выработать иммунитет.
Предсказывать эволюцию удаётся благодаря тому, что мутации, которые накапливает вирус, не случайны: в результате действия естественного отбора мутации, полезные для вируса, распространяются чаще, а вредные для него – реже. Поэтому предсказание эволюции вируса требует понимания отбора, действующего на него. Но отбор известен лишь приблизительно, и иногда модели ошибаются; это может привести к тому, что вакцина оказывается малоэффективной.
Группа Ученых из Сколтеха, Центрального исследовательского института эпидемиологии и других научных организаций под руководством профессора Сколтеха Георгия Базыкина описали новую закономерность в изменении аминокислотных последовательностей в поверхностных белках вируса гриппа. С помощью методов биоинформатики исследователи обнаружили эффект так называемого «старения» аминокислотных последовательностей, происходящего под давлением иммунной системы человека.
«Существующие модели предполагают, что эволюция вируса – это что-то похожее на движение по холмистой равнине, где высота над уровнем моря – это приспособленность вируса, то есть то, насколько эффективно вирус способен заразить хозяина, – рассказывает профессор Георгий Базыкин. – Наша работа показывает, что ландшафт, на котором эволюционирует вирус – это скорее не равнина, а поверхность моря в бурю. Эволюция вируса похожа на движение серфингиста, которому приходится постоянно оставаться на гребне волны, всё время ускользающей у него из-под ног, и необходимо двигаться, чтобы не уйти под воду. Существующие модели пытаются предсказать движение серфингиста; но это очень сложно сделать, если не догадываться, что движется сама волна».
*****
Сколковский институт науки и технологий (Сколтех) – негосударственное научно-образовательное учреждение. Созданный в 2011 году при участии Массачусетского технологического института (МТИ), институт готовит новые поколения исследователей и предпринимателей, развивает научные знания и содействует технологическим инновациям с целью решения важнейших проблем, стоящих перед Россией и миром в новом тысячелетии. Сколтех строит свою работу, опираясь на опыт лучших российских и международных образовательных и исследовательских институтов. При этом особый акцент делается на преподавание навыков предпринимательской и инновационной деятельности. Сайт: http://www.skoltech.ru/
