В России выделили минимум три новых варианта коронавируса
Российские ученые проанализировали образцы, полученные в стране за последний год, и нашли новые варианты, распространенные только в России. О том, насколько новые варианты более заразны или опасны, делать выводы пока рано. Препринт работы опубликован на портале virological.org.
Постоянная эволюция SARS-CoV-2 в организмах зараженных людей приводит к появлению новых вариантов вируса. Некоторые из «новеньких» всерьез настораживают исследователей: например, варианты, которые впервые обнаружили в Великобритании в сентябре и в Южной Африке в октябре, оказались более заразными и менее «липкими» для антител, чем предыдущие. Существует вероятность, что дальнейшие изменения вируса могут придать ему и другие отличительные особенности, поэтому ученые пристально следят за его развитием.
Группа российских ученых из Сколтеха под руководством Георгия Базыкина (Georgii Bazykin) совместно с коллегами из Института проблем передачи информации РАН, входящие в консорциум CoRGI (Coronavirus Russian Genetic Initiative), провели анализ геномных последовательностей из 44867 образцов коронавируса, полученных от пациентов в период с февраля 2020 года по март 2021 года. На протяжении всей пандемии в России доминировала «панголиновая» линия, распространенная в Европе, а также потомки вирусов этой линии. Исследователей же интересовали варианты с заменами в аминокислотных последовательностях вирусных белков. Они нашли 21 замену в спайковом белке, которая встречалась чаще чем в пяти процентах образцов, и 21 замену в других белках, которая встречалась чаще, чем в 10 процентах образцов. Многие из обнаруженных вариантов почти нет за было обнаружить за пределами России.
Авторы работы рассмотрели те варианты, которые были распространены больше всего в феврале-марте 2021. Они заметили, что «неканоничные» комбинации мутаций стали все чаще встречаться к 2021 году. Например, в одной из линий, которая часто встречалась в России с самого начала пандемии, в октябре стали появляться четыре замены. Во всем мире распространенность этой линии вируса составляет менее 0,4 процента, а в России к марту 2021 года эта группа нашлась в 26,9 процентах образцов. Две из новых мутаций в этой линии представляют интерес: они близки к месту, которое узнают и связывают ингибирующие антитела. Другая линия, заинтересовавшая ученых, распространялась с поздней весны 2020 года, и одна мутация в ней редко встречалась за пределами России (кроме Казахстана). Как влияет эта мутация на антигенные свойства вирусной частицы, пока неясно, но известно, что она близка к месту, с которым связывается одно из высоко нейтрализующих антител. Ученые предупреждают, что несколько менее распространенных вариантов также обладают заменами или делециями (потерями части последовательности) в областях, которые узнаются нейтрализующими антителами.
Авторы работы утверждают, что Россия была относительно хорошо изолирована от мировой пандемии, однако высокий рост заболеваемости в стране привел к возникновению собственных, почти не встречающихся в других регионах, вариантов коронавируса. Пока нет точных данных о том, действительно обнаруженные варианты более заразны или хуже распознаются антителами, и рост встречаемости некоторых из них может быть случайностью. Тем не менее ученые предлагают внимательно наблюдать за дальнейшим развитием событий: некоторые из комбинаций мутаций, которые возникли в 2021 году, выглядят довольно подозрительно из-за быстрой относительно других вариантов скорости распространения.
Помимо новых российских вариантов, на территории страны уже распространяется, например, южноафриканский штамм, против которого вакцина «Спутник V» менее эффективна. О том, как именно появляются в организмах пациентов новые варианты SARS-CoV-2, редакция N + 1 рассказывала в материале «"Бэтмены" среди нас».
Вера Сысоева
Бактерии научились инактививровать антибактериальную ДНК-гиразу
Немецкие ученые выяснили, что супербактерии, сохранявшие чувствительность к экспериментальному антибиотику альбицидину, защитились от него с помощью амплификации гена STM3175. Этот ген отвечает за регуляцию транскрипции малых молекул с доменом связывания, подобным ингибитору ДНК-гиразы — основы антибиотика альбицидина. Такое увеличение копии гена приводит к тысячекратному повышению уровня резистентности к препарату. Исследование опубликовано в PLoS Biology. В 2019 году почти пять миллионов человек погибло из-за бактерий, устойчивых к большинству известных антибиотиков, — супербактерий. По оценкам ученых к 2050 году это число увеличится в два раза. Основной причиной развития резистентности к противомикробным препаратам признано нерациональное их использование в медицине, ветеринарии и зоотехнии в сочетании с недостаточным пониманием механизмов бактериальной резистентности. Однако влияют и другие факторы: например, загрязнение атмосферы. Ученые постоянно ищут новые молекулы, которые были бы активны против супербактерий. Таким многообещающим соединением стал альбицидин — фитотоксичная молекула, вырабатываемая бактерией Xanthomonas albilineans, в исследованиях была эффективна против целого ряда супербактерий. Альбицидин ингибирует активность бактериальной ДНК-гиразы (топоизомеразы II) и эффективно действует на ковалентный комплекс ДНК и гиразы в крайне низких концентрациях. В нескольких исследованиях уже сообщалось о развитии резистентности к этой молекуле у некоторых бактерий, однако ее механизмы оставались не до конца выясненными. Команда ученых под руководством Маркуса Фульда (Marcus Fulde) из Свободного университета Берлина изучала механизмы резистентности к альбицидину, которая развилась у Salmonella typhimurium и Escherichia coli. Для этого они подвергали бактерии воздействию высоких концентраций более стабильного аналога антибиотика и наблюдали за ростом колоний в течение 24 часов. Из 90 протестированных клонов 14 показали рост в этих условиях. Секвенирование генома этих штаммов показало, что большинство (девять штаммов) несет мутации в гене tsx, ответственном за экспрессию нуклеозидспецифичного порина, что в 16 раз увеличивало минимальную ингибирующую концентрацию (MIC) антибиотика. Один из оставшихся пяти резистентных штаммов с интактным геном tsx демонстрировал более чем стократное повышение MIC, и анализ данных секвенирования его ДНК выявил амплификацию гена, приводящую к образованию 3-4 копий геномной области без однонуклеотидных полиморфизмов. При дополнительном анализе этого штамма ученые выяснили, что перекрывающаяся амплифицированная область содержит ген STM3175, который транскрибируется полицистронно в структуре оперона и N-концевой части qseB. Более тщательное изучение аминокислотной последовательности показало, что STM3175 состоит из 2 доменов: N-концевого AraC-подобного ДНК-связывающего домена и C-концевого GyrI-подобного лиганд-связывающего домена. Ученые обнаружили, что такая структура позволяет STM3175 связывать альбицидин с высокой аффинностью и инактивировать его. У разных бактерий обнаружились гомологи этого гена с теми же функциями, при этом на эффект других антибактериальных препаратов они не влияли. Знание нового механизма развития устойчивости к альбицидину позволит ученым разрабатывать новые способы модификации молекулы, чтобы обойти этот механизм. Ранее ученые обнаружили антибактериальную молекулу с широким спектром действия, которая не вызвала резистентности у микроорганизмов.