Category: наука

Category was added automatically. Read all entries about "наука".

а теперь поговорим

Коронавирус не может бесконечно увеличивать свою приспособленность

Коронавирус не может бесконечно увеличивать свою приспособленность

Авторы опубликованной на bioRxiv статьи, среди которых Фэн Чжан, Юрий Вольф и Евгений Кунин, рассмотрели перспективы появления новых мутаций в гене S-белка коронавируса SARS-CoV-2, которые бы позволяли ему ускользать от иммунного ответа. Моделирование показало, что у варианта дельта таких возможностей меньше, чем у гаммы и вируса дикого типа. Со всеми необходимыми оговорками исследователи отмечают, что это — «хорошая новость».

Возможность появления новых мутаций авторы статьи исследовали in silico, с помощью компьютерного моделирования. При этом в центре внимания было эпистатическое взаимодействие новых мутаций коронавируса. В учебниках по классической генетике говорится, что эпистаз — это воздействие одного гена на фенотипические проявления другого, неаллельного ему. Методы современной биологии позволяют рассматривать эпистатические взаимодействия между мутациями в двух участках одного гена, которым соответствуют разные фрагменты одного белка. Если две такие мутации повышают общую приспособленность организма, это называется положительным эпистазом, если снижают — отрицательным эпистазом.

Положительный эпистаз следует отличать от аддитивного взаимодействия, когда эффект двойной мутации равен сумме эффектов каждой из мутаций. Аддитивное взаимодействие возможно, если одна мутация никак не влияет на проявление другой. Но в пределах одного белка нетрудно представить ситуацию, когда одна мутация — например, уничтожающая цистеиновый мостик или нарушающая третичную структуру белка более тонким путем — влияет на остальные. Поэтому эпистатические взаимодействия играют важную роль в эволюции белков коронавирусов.

Понятие эпистаза имеет прямое отношение к коронавирусной пандемии. Весь мир следит за появлением новых вариантов и обсуждает, как изменяют свойства вируса новые мутации. Особое значение имеют мутации в рецепторсвязывающем домене (RBD) S-белка SARS-CoV-2. Этот домен отвечает за взаимодействие с клеточным рецептором ACE2 и проникновение вируса в клетку. Естественно, что антитела, которые связываются с RBD, часто являются нейтрализующими (NAb), то есть снижают инфекционность вируса. (Хотя есть нейтрализующие антитела, которые распознают и другие участки S-белка.)

Опасным может оказаться новый вариант вируса, RBD которого прочно связывается с клеточным рецептором (то есть вирус сохраняет способность поражать клетку) и при этом непрочно — с нейтрализующими антителами против старых вариантов коронавируса (вирус ускользает от иммунного ответа у переболевших или вакцинированных). Вопрос, насколько вероятно появление новых таких вариантов, волнует всех. А произойти это может за счет эпистаза — комбинации мутаций, которая изменит структуру RBD, придав ему два взаимоисключающих на данный момент свойства.

Авторы статьи, размещенной на bioRxiv, проверили, как повлияют мутации в RBD, приводящие к замене одной аминокислоты, на взаимодействие с ACE2 и NAb у коронавируса дикого типа (WT), а также у вариантов гамма (замены аминокислот в RBD — 417T, 484K, 501Y) и дельта (452R, 478K). Для моделирования использовали программный пакет Rosetta.

Новые по сравнению c WT мутации в сайтах, критичных для связывания, расположили в координатной плоскости, где по горизонтальной оси откладывается влияние мутации на аффинность связывания с рецептором, а по вертикальной — на аффинность связывания с нейтрализующим антителом. Наиболее опасными должны быть мутации, которые ослабляют связывание с антителом, не ослабляя связывание с рецептором (темно-розовый квадрант). Все мутации, ухудшающие связывание с рецептором, снижают жизнеспособность вируса и менее страшны для нас.

Ожидаемо, большая часть исследованных мутаций расположилась по диагонали квадрата: ухудшение связывания нейтрализующих антител ухудшает и связывание с рецептором. Потенциально опасны мутации, которые оказались над диагональю в левой части плоскости (точки, обведенные черным). Они получат преимущества в популяции, где большинство людей имеет иммунитет.

Согласно результатам моделирования, некоторые мутации в шести сайтах (417, 477, 484, 491, 493, 499) дестабилизируют комплекс RBD-NAb сильнее, чем комплекс RBD-ACE2. Мутации в сайте 453 одновременно стабилизируют комплекс RBD-ACE2 и дестабилизируют комплекс RBD-NAb.

Эти сайты эпидемиологам знакомы. По данным GISAID, замены 501Y (вариант альфа), 477N, 439K, 484K, 478K и 459F появились с июля по ноябрь 2020 года. Одиночные мутанты в итоге были вытеснены четырьмя вариантами с множественными мутациями в RBD (452R|478K/дельта, 417T|484K|501Y/гамма, 417N|484K|501Y/бета, 346K|484K|501Y). В марте 2021 года варианты альфа, гамма и дельта стали более распространенными, чем WT.

Почему варианты с одиночными мутациями вытесняются множественными — например, на смену альфе с мутацией 501Y приходят бета и гамма, которые содержат эту мутацию, но не только ее? Причиной могут быть как аддитивные взаимодействия, так и эпистатические. Например, мутация 501Y увеличивает аффинность связывания с рецептором ACE2, и она давала вирусу преимущество в популяции, где людей с иммунитетом мало. У варианта бета 417N сильно мешает связыванию антител, а 501Y выполняет компенсаторную роль, не позволяя вирусу «потерять» рецептор. Это пример положительного эпистаза.

Самый актуальный вопрос: какие мутации могут повысить приспособленность широко распространенных новых вариантов, таких как гамма и дельта?

Аналогичное моделирование для гаммы и дельты дало обнадеживающий результат. Новых мутаций, способных к эпистатическому взаимодействию к нарушению взаимодействия с антителами, но не с рецепторами, для этих вариантов не так много. Кандидантных мутаций, которые улучшили бы приспособленность дикого типа, но не дельты, больше, чем таких, которые улучшили бы приспособленность дельты, но не дикого типа. Иными словами, у дельты меньше шансов эволюционировать в более опасную сторону.

У варианта гамма конформация RBD в комплексе с АСЕ2 иная, чем у дельты и дикого типа, и во взаимодействие с АСЕ2 вовлечено больше аминокислот, следовательно, и чувствительность к мутациям у него должна быть ниже. (Интересно, что замена 484K у гаммы не влияет на взаимодействие с АСЕ2, но влияет на взаимодействие с антителами.) Для варианта гамма кандидатных мутаций найдено на 22% больше, чем у дикого типа. Тем не менее появление подобной мутации менее вероятно, чем такой, которая снизит эффективность связывания с рецептором.

В итоге выделены мутации, значительно увеличивающие риск ускользания от иммунного ответа, — те, что приводят к заменам в трех сайтах RBD: 417, 477, 494, а также близких к ним. Сайт 417 актуален только для гаммы, она уже содержит замену 417T, но другие изменения в этом сайте могут усилить ускользание. Замены в сайте 494 способны значительно усилить уход от иммунного ответа, если возникнут в гамме, но гораздо меньше — в дельте. Действительно, есть экспериментальные данные, согласно которым замена 494P снижала нейтрализующую активность сыворотки переболевших.

Таким образом, потенциал для появления вариантов, обеспечивающих уклонение от иммунной системы, у коронавируса ограничен. «Мы пришли к выводу, что небольшой набор мутаций, усиливающих ускользание, уже идентифицированных для дикого типа, вероятно, включает большинство всех возможных мутаций с этим эффектом», — отмечают авторы. «По мере роста количества вакцинированных в мире можно ожидать появления новых мутаций, дестабилизирующих взаимодействия RBD как с NAb, так и с ACE2, что приведет к появлению (частично) ускользающим вариантам, которые, однако, также будут иметь пониженную инфекционность. Однако варианты, подобные гамме, которые несут как мутацию, дестабилизирующую комплекс с антителом, так и компенсаторную мутацию, могут подорвать эту тенденцию».

Методы структурного моделирования, использованные в этой работе, можно использовать для оценки эволюционного потенциала новых вариантов, вызывающих опасения. Они позволят выделить варианты, требующие более пристального наблюдения и, возможно, разработки индивидуализированной вакцины.

Nash D. Rochman, Guilhem Faure, Yuri I. Wolf, Peter L. Freddolino, Feng Zhang, Eugene V. Koonin. Epistasis at the SARS-CoV-2 RBD Interface and the Propitiously Boring Implications for Vaccine Escape // bioRxiv. 2021. DOI:  10.1101/2021.08.30.458225

Спасибо https://pcr.news/novosti/koronavirus-ne-mozhet-beskonechno-uvelichivat-svoyu-prisposoblennost/

а теперь поговорим

Цитатоложество рулит

"Китайские ученые выделили прекрасно сохранившиеся хрящевые клетки у динозавра возрастом 125 миллионов лет. В них содержатся ядра с остатками органических молекул и хроматина. Подобные исследования, по словам ученых, приближают науку к секвенированию ДНК древних «ящеров»"
https://naked-science.ru/article/paleontology/paleontologi-vydelili-horosho

Как я понимаю, громкое открытие. После клонирования мамонта еще одно супергромкое. Откровенная же лажа, но опубликовали же. Теперь поклонники рептилоидов будут рассказывать, что наука доказала. Опубликовано! Цитатоложество рулит. - ВШ
а теперь поговорим

Безудержная фантазия в "делах житейских"

Меня удивляют работающие в науке.
В стремлении к победе в споре на общие темы выдумывают таких коней в вакууме, которых никогда не придумают в научной статье по специальности. Необходимость следить за полетом мысли в исследованиях компенсируется безудержной фантазией в "делах житейских".
Когда же они прочтут что-то необычное из другой области знаний, то биохимик становится поборником "Велесовой книги", физик мегаисториком Тартарии, математик поборником учения о рептилоидах и т.д.   
а теперь поговорим

Вычислительная биология и искусственный интеллект для персонализированной медицины

Онлайн-конференция «Вычислительная биология и искусственный интеллект для персонализированной медицины» состоится 23 сентября

Компания SkyGen приглашает на первую в России конференцию по информационным технологиям для персонализированной медицины.

Дорогие друзья!

Компания SkyGen приглашает вас на первую в России конференцию по информационным технологиям для персонализированной медицины. В рамках конференции ученые и медики обсудят применение ИТ технологий в биомедицинских исследованиях и клинической деятельности.

Дата: 23 сентября

Секции:Биоинформатика

·         Платформы для обработки биомедицинских данных

·         Секвенирование единичных клеток

·         Секвенирование в клинической практике

·         Мультиомиксные данные и поиск биомаркеров

Телемедицина: технологии для увеличения доступности и качества медицинской помощи

·         Законодательное регулирование телемедицинских консультаций

·         ИТ решения для телемедицины

Искусственный интеллект в медицине

·         ИИ для поддержки принятия врачебных решений

·         Машинное обучение для терапий и диагностики

Современные технологические решения для практического здравоохранения

·         МИС, ЛИС + генетика — системы хранения и анализа

·         Облачные системы сбора и хранения данных

·         Мобильные приложения и веб сервисы для врачей и пациентов

Спикеры:

Шамиль Сюняев, PhD, биоинформатик, профессор Harvard Medical School (США), научный сотрудник Brigham & Women’s Hospital (США)

Flora Vaccarino, MD, Harris Professor, Child Study Center and Department of Neuroscience. Yale University

Петр Харченко, PhD, биоинформатик, профессор, руководитель лаборатории в Harvard Medical School

Алексей Абызов, PhD, руководитель научной лаборатории в Клинике Mayo Clinic (США), доцент в медицинском колледже при Клинике Майо, приглашенный профессор в Йельском Университете, внештатный преподаватель в Университете Миннесоты

и другие.

Подробнее с программой и спикерами можно ознакомиться на сайте мероприятия.

Мероприятие проходит в онлайн-формате, поэтому для участия необходимо зарегистрироваться по ссылке

а теперь поговорим

Сама идея “научного метода” является изобретением философа

Начните с вопроса о методе. Во-первых, сама идея “научного метода” является изобретением философа, и, как известно, весьма проблематичной. Традиционная идея, восходящая к Фрэнсису Бэкону, состоит в том, что научный метод предполагает проверку теорий с помощью индуктивных рассуждений на основе теоретически нейтральных наблюдений. Но к середине 20-го века каждый аспект этой модели получил тяжелые удары от философов науки.

Наблюдение, на самом деле, всегда связано с теорией, а вовсе не нейтрально между теориями. Каждое описание того, что наблюдается, требует какой-либо концептуализации, и то, как это делается, определяется исходными теоретическими предположениями. Какие именно свойства наблюдаемого явления имеют отношение к индуктивному выводу о ненаблюдаемых случаях, также определяется исходными теоретическими предположениями.

Кроме того, теория недостаточно определяется данными наблюдений в том смысле, что всегда существуют альтернативные теории, одинаково совместимые с одними и теми же наблюдениями. Поэтому предположение о том, что индукции достаточно для однозначной проверки одной теории, исключая другие, является иллюзорным.
а теперь поговорим

О переводчиках

Английский язык очень многозначный и беда, когда переводчик вне темы.
Рассказывал покойный академик Спирин.
Был в России в знасенитый Митчелл, рассказывал о своем открытии.
Спирин слушал без синхрона, но вдруг увидел, что у людей на лице откровенное не понимание.
Попробовал послушать, а там "потенция красного быка" так специалист по биологическому переводу переводил Red/Ox potential .
 Навеянно спором специалиста по английскому https://valerie-livina.livejournal.com/ ничего не знающему по иммунологии, Но учащего на осеновании статей "Дейли мэйл" спецмалистов.
Пример типичной иллюзии. Мы очень часто немного поработав в чужой области, переносим в неё мнение о своем уровне компетенций в своем. Но это часто не так. Мы лействительно правильно судим о своей компетенции в своей области, но высокий уровень компетенции в сврей области никак не заменяется отсутствием базовых знаний в другой области. Здвавый смысл очень часто не здравый советник. 
а теперь поговорим

Осторожно: научный хайп!

В понедельник, 13 сентября, компания Colossal получила стартовое финансирование в размере $15 млн. Компания собирается преодолеть эффект от изменения климата с помощью восстановления экосистемы, и начнет она с возвращения вымершего шерстистого мамонта в арктическую тундру. Проект предполагает получение гибрида слона и мамонта с помощью CRISPR-технологии, разработанной лабораторией Черча в Гарвардской медицинской школе. Принципиальная схема метода представлена на иллюстрации в The Guardian. Гибрид будет обладать чертами, необходимыми для выживания в Арктике. По условиям соглашения со спонсорами, Colossal будет эту технологию. Если все пойдет по плану, первые мамонтята появятся через шесть лет. В перспективе проект может поспособствовать развитию мультиплексной генетической инженерии, синтетической биологии и других новый областей биотехнологии. Colossal также заключила эксклюзивное лицензионное соглашение о коммерциализации технологий, которые будут разработаны в коллаборации с лабораторией Черча.
https://pcr.news/korotko/kompaniya-colossal-poluchila-15-mln-na-vozrozhdenie-mamonta/
а теперь поговорим

В Гренландии стояли леса задолго до Греты Тумберг

Вышедшая на днях в журнале Nature Geoscience работа показывает, что как минимум западная часть гренландского ледникового щита вступила в принципиально новую фазу развития. Согласно исследованию, ранее в теплые периоды климата снега и льда на острове становилось все больше: теплеющий мировой климат означает больше осадков, а над Гренландией они идут в виде снега, который, выпав, со временем превращался в лед. Такое накопление льда происходило в средневековом климатическом оптимуме 950-1250 годов нашей эры.
На возможное будущее острова могут указывать находки последних лет, сделанные на месте отступившего во время таяния льда. Там периодически обнаруживают останки древних деревьев и кустарников. Сегодня в Гренландии лесов нет, но еще тысячу лет назад что-то похожее на острове сохранялось, а в климатическом оптимуме голоцена островки лесов должны были быть еще больше. В то же время для мира в целом разворот эволюции гренландского ледового щита означает необходимость готовиться к строительству прибрежных дамб, как это уже начали делать Бангладеш, Мальдивы и целый ряд других стран.
Следует отметить,что значительную часть последних десяти тысяч лет назад в Гренландии летом было на три-пять градусов теплее, чем сегодня. Этот период часто называют голоценовым климатическим оптимумом, и теплее тогда было по всему миру (на месте современной российской тундры была тайга). Однако сегодня человеческие сообщества располагают свои прибрежные города у нового морского берега, а не того, каким он был четыре-девять тысяч лет назад. И возврат температур в Гренландии к значениям голоценового климатического оптимума не обойдется без усиления защиты берегов искусственными сооружениями.
https://naked-science.ru/article/geology/greenland-transition

Итак, в Гренландии стояли леса, викинги эти леса видели. Кто тогда гонял на авто, летал на самолетах, и топил не дровами или углем? Вопрос риторический. - ВШ
а теперь поговорим

90-летию со дня рождения академика А.С. Спирина

6 сентября 2021 года (понедельник) в 11 часов по Московскому времени состоится торжественное открытое заседание Ученого совета Института белка РАН, посвящённое 90-летию со дня рождения основателя Института и его первого руководителя академика А.С. Спирина.

В программе заседания запланировано:
•    выступление ученика А.С. Спирина, выдающегося рибосомолога М.М. Юсупова с обзорным научным докладом: Александр Сергеевич Спирин и проект: «Структура рибосомы».
•   открытие мемориальной доски академику А.С. Спирину.

Предусмотрена возможность дистанционного участия в формате видеоконференции ZOOM по ссылке:
https://us02web.zoom.us/j/84082165497?pwd=ZHg2RTkvU0xUdTAyczkraisxMm1aUT09
Meeting ID: 840 8216 5497
Passcode: 997556

Информация о возможных изменениях в программе заседания будет публиковаться на официальном сайте института https://www.protres.ru/ в разделе новости.

https://protres.ru/news/torzhestvennoe-otkrytoe-zasedanie-uchenogo-soveta-ib-ran

а теперь поговорим

Опубликованы результаты «народного исследования» вакцины «КовиВак»

В группе телеграм-чатов независимых исследователей вакцин против коронавируса опубликованы предварительные результаты для вакцины «КовиВак», разработанной в Центре имени М.П. Чумакова. Иммунологическая эффективность оценена на основании 230 отзывов об определении антител IgG к белкам коронавируса с помощью коммерческих тест-систем; в этой группе сероконверсия (доля имеющих антитела) после 35 дня от первой дозы) не превышает 45%.

Одна из аккредитованных испытателями лабораторий определила вируснейтрализующую активность сывороток десяти вакцинированных. По результатам можно предположить, что сыворотки нейтрализуют штамм дельта, хотя и немного хуже, чем «уханьский», и что нейтрализующая активность коррелирует с содержанием антител к S-белку. У двоих вакцинированных без антител наблюдались признаки формирования Т-клеточного иммунитета.

Режим вакцинации «КовиВак-Спутник V» (11 отчетов) показал высокую иммунологическую эффективность, сопоставимую с вакцинацией «Спутником» переболевших. Авторы отчета предполагают, что В-клетки памяти формируются после вакцинацией «КовиВаком» даже при отсутствии детектируемых антител, и после бустерной дозы «Спутника» развивается вторичный иммунный ответ.

Авторы подчеркивают, что эти данные являются промежуточными и что иммунологическая эффективность может не отражать реальной эпидемиологической эффективности вакцины «КовиВак», которая будет определена в фазе 3 клинических исследований.

https://pcr.news/korotko/opublikovany-rezultaty-narodnogo-issledovaniya-vaktsiny-kovivak/