Есть ли предел количества мутаций, через которые может пройти вирус

Вирусы постоянно мутируют и учатся заражать нас все лучше. Но существует ли предел, который ограничивает количество возможных мутаций вируса, увеличивающих его патогенность?

Для ответа на этот вопрос в качестве примера рассмотрим коронавирус SARS-CoV-2, который вызывает COVID-19. Мы выбрали его по двум причинам: во-первых, сегодня он на слуху у каждого, а во-вторых, связанные с его мутациями проблемы очень волнуют исследователей по всему миру. Итак, генетический код этого коронавируса состоит из 29 881 «букв» — молекул, называемых азотистыми основаниями. Эта относительно небольшая последовательность РНК позволяет вирусу синтезировать 9860 аминокислот.

Когда последовательность оснований в ходе мутаций изменяется, организм начинает синтезировать другие аминокислоты, что влияет на структуру белков вируса. Эти изменения, в свою очередь, могут повлиять, например, на то, как патоген связывается с клетками человека для проникновения в них. Предыдущие исследования других РНК-вирусов показали, что более половины оснований в их генетическом коде можно изменить без потери функциональности. Это значит, что существует примерно 4⁵⁰⁰⁰ вариантов генетической последовательности этих организмов. Это невероятно много, учитывая, что в видимой Вселенной содержится «всего» около 4¹³⁵ атомов.

Если такие же законы справедливы и для SARS-CoV-2, генетический код которого в три раза длиннее, чем у изучаемых ранее вирусов, то количество возможных мутаций у него приближается к 4^{14 941}— совершенно невероятной цифре. Однако, значительная часть из этих мутаций либо не повлечет никаких изменений в функционировании вируса, либо окажется смертельной для него.

SARS-CoV-2 пока изучен недостаточно, чтобы судить о количестве реально опасных мутаций, которые могут у него появиться. Однако исследователи уверены, что предел опасным изменениям в геноме все же есть. Количество возможных мутаций пусть и огромно, но все же ограничено. Изменений в участках, отвечающих за проникновение патогена в человеческие клетки, намного меньше. Ученые надеются, что если удастся выяснить большую часть из них, то получится создать вакцины не только от существующих вариантов вируса, но и от будущих.