Группа ученых из Сколковского института науки и технологий (Сколтех), Центрального НИИ эпидемиологии Роспотребнадзора и других научных организаций под руководством доцента Сколтеха, руководителя лаборатории эволюционной геномики Георгия Базыкина описала новую закономерность в изменении аминокислотных последовательностей в поверхностных белках вируса гриппа.
Фото: Алексей Куденко, Коммерсантъ / купить фото
Фото: Алексей Куденко, Коммерсантъ / купить фото
Они назвали этот эффект «старением» аминокислотных последовательностей, которое происходит под влиянием иммунной системы человека. Результаты работы опубликованы в ведущем международном научном журнале Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America.
«Описанная нами закономерность заключается в том, что вирус эволюционирует не просто так, а направленно изменяя те позиции, к которым у человечества выработался иммунитет,— рассказывает Георгий Базыкин.— Обнаруженное нами новое проявление этого феномена позволяет оценить, с какой вероятностью в будущем произойдет замена какой-то конкретной буквы вирусного генома. Закономерность такая: чем дольше находилась буква в каком-то месте вирусного генома, тем лучше человеческий иммунитет к ней приспособился, тем больше людей имеют иммунитет к этому варианту вируса и тем с большей долей вероятности вирус заменит ее в следующем сезоне. Это генетическое открытие».
Пока это теория, но ее значение огромно, ведь благодаря пониманию закономерностей, по которым мутируют вирусы гриппа, можно точнее предсказывать, какие штаммы будут угрожать людям в каждом новом году, и создавать более эффективную вакцину. Или вообще новую вакцину не создавать, а использовать прошлогоднюю, если новый вирус гриппа похож на старый.
Между тем эволюционирует вирус гриппа ужасно быстро. «У человека одна мутация в одном нуклеотиде случается за 100 млн поколений, у вируса — всего за 10 тыс.,— говорит Георгий Базыкин.— На эти мутации действует естественный отбор, который мы знаем по школьному курсу биологии. Те варианты вируса, которые хорошо видны иммунной системе человека, попадая в организм, не вызывают болезнь и не передаются дальше, поэтому постепенно исчезают. Зато те, которые эффективно заражают человека, но незаметны иммунной системе, быстро распространяются среди людей и оказываются более эволюционно успешными».
Производственный цикл вакцины — полгода, поэтому ее состав нужно определить весной. Какие штаммы в нее закладывать, решает комиссия ВОЗ. При создании вакцины надо заранее угадать, какой штамм будет «успешным» в новом эпидемиологическом сезоне и какую вакцину делать. И тут важно максимально точно предсказать, как вирус гриппа будет эволюционировать. Именно это и позволяет сделать открытие российским ученым. «Пока наш алгоритм не направлен напрямую на такие предсказания,— объясняет Георгий Базыкин.— Но мы рассчитываем включить его в компьютерную модель, чтобы предсказывать приспособленность вирусов, которые еще никто никогда не видел».
«Никаких патентов или стартапов на базе этого открытия, скорее всего, в ближайшем будущем не будет,— говорит в заключение ученый.— Это глобальное общественное здравоохранение, и на этом сложно заработать. Помимо прикладных в Сколтехе ведутся и фундаментальные исследования, и это одно из них. Но в конечном счете оно поможет понять, как сделать вакцины от гриппа лучше».