Формирование геномного разнообразия и повторные мутации SARS-CoV-2

SARS-CoV-2 — коронавирус, сходный с SARS и, вероятно, имеющий зоонозное происхождение; впервые он был выявлен в декабре 2019 года в Ухане, административном центре китайской провинции Хубэй. С тех пор вирус распространился по всему миру, вызвав продолжающуюся пандемию COVID-19. Первая полногеномная последовательность была опубликована 5 января 2020 года, и с тех пор были секвенированы тысячи геномов. Эти данные позволяют беспрецедентно подробно изучать демографическую историю SARS-CoV-2, а также отслеживать его адаптацию к новому хозяину — человеку, что может помочь в разработке лекарственных препаратов и вакцин. Мы сформировали набор из 7666 общедоступных сборок геномов и проанализировали, как со временем возникало геномное разнообразие. Полученные результаты согласуются с предыдущими оценками: все последовательности имеют общего предка, существовавшего ближе к концу 2019 года, что подтверждает предположение о переходе SARS-CoV-2 к человеку в этот период. Вследствие широкого распространения вируса генетическое разнообразие SARS-CoV-2 в нескольких странах отражает значительную часть его мирового разнообразия. Мы выявили участки генома SARS-CoV-2, которые до настоящего времени оставались практически неизменными, и участки, в которых уже накопились изменения. Анализ мутаций, независимо возникавших несколько раз (гомоплазий), позволил выявить 198 повторных мутаций в геноме SARS-CoV-2 после фильтрации. Почти 80% из них приводили к несинонимичным изменениям на уровне белка, что позволяет предположить продолжающуюся адаптацию SARS-CoV-2. Три позиции в ORF1ab, соответствующие участкам, кодирующим Nsp6, Nsp11 и Nsp13, а также одна позиция в гене Spike характеризовались особенно большим числом повторных мутаций (>15 событий). Эти позиции могут указывать на конвергентную эволюцию и представляют особый интерес при изучении адаптации SARS-CoV-2 к человеку. Кроме того, мы разработали удобное интерактивное веб-приложение для поиска по выравниванию 7666 геномов SARS-CoV-2.