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演化景观预测 COVID 病毒的下一步动作

科学
wanwan (42055)发表于 2022年01月12日 19时38分 星期三
来自发条女孩
2019 年秋天,世界开始了现代史最大规模的一场演化生物学实验。一种冠状病毒获得了在人体内而不是蝙蝠等哺乳动物(它过去的宿主)体内生活的能力。进一步的适应让它能高效地从一个人传播到另一个人——甚至在身体的防御开始对抗它之前。演化的棋局没有就此停止,我们已用了一系列希腊字母命名 SARS-CoV-2 的各种变体,这就是明证。

世界各地的研究人员试图更详细地了解该病毒的演化过程,特别是 SARS-CoV-2 的突变如何改变其在人类之间传播的能力。加州大学圣地亚哥分校的演化生物学家 Justin Meyer 表示:“今天适应良好的病毒明天可能会因为宿主产生抵抗力而适应不良,然后它必须找到新方法感染宿主。这推动了创新,产生出新的变化。” 尽管不断变化的疫情造成的人员伤亡很残酷,但是观察病毒在全球范围内传播过程中演化状况的大量科学数据非常有意义。牛津大学大数据研究所的统计遗传学家 Luca Ferretti 表示:“COVID 为我们提供了最漂亮的演化实例。”

永远不可能准确预测病毒下一步的“动作”,但世界各地的病毒学家一直在探索 SARS-CoV-2 哪些部分最容易演化,哪些关键蛋白质元素不能改变否则就会影响其生存。这些信息可以为更好、更持久的疫苗指明道路。其他研究还突出强调了病毒的演化方式,它可以通过这些方式对治疗一些 COVID-19 重症患者的单克隆抗体疗法产生抗性。这项工作还确定了突变的特定组合,如果它们在病毒群体中普及,会产生传播迅速又善于逃避我们免疫防御的变体,开启疫情的新阶段。

科学家能根据一个世纪前提出的概念——适应度(或适应性)景观——用现代的技术得到这些发现。他们可以使用适应度景观量化病毒基因组变化与其复制并感染新宿主的能力之间的关系。代表这种关系的地形图可以帮助重建这种病毒的历史,并至少有可能预测它的未来。