3

Сколько по времени вы болеете гриппом

Тут вы узнаете, как долго вы болеете гриппом , когда лучше выйти на работу или учебу. Когда вы скорее всего заразились и как вообще происходит заражение.

Дубликаты не найдены

+1
Если это ваша озвучка (перевод), то у вас есть все возможности, для того чтобы озвучивать на порядок лучше.

Если добавите немного экспрессии, настроения что ли. И логические паузы между фразами/предложениями.

А так получается безэмоциональная и невыразительная бубнёжка.


А вот с этого врыва на 1:08 даже чего-то проиграл :D

На данный момент... ДЫХАТЕЛЬНЫЕ... пути Адама довольно забиты

+1

Ужасная озвучка

раскрыть ветку 1
0
Голос заебанного в усмерть человека...
0
Невнятное бормотание
Похожие посты
165

Вирусы. Часть 1

Пришельцы из прошлого...

Мы каждый день сталкиваемся с ними, превращая жизнь в бесконечную борьбу, от исхода которой зависит наше существование. Они заставляют людей бежать, а государства — закрывать границы. Никто не знает, откуда они пришли и как с ними бороться. Кто-то говорит, что они пришли из космоса. Другие считают их первичной формой жизни, возникшей из ниоткуда и запустившей процесс эволюции. Не живые и не мертвые. Вездесущие и всепроникающие.


Вирусы — одна из самых загадочных форм жизни на планете. До сих пор научное сообщество так и не смогло сформировать исчерпывающей теории, отвечающей на вопрос о природе их возникновения. Более того, эта форма жизни настолько загадочна, что не относится ни к "живой", ни к "мертвой" материи. Тем не менее, мы можем с долей уверенности говорить о причинах их существования — без вирусов процесс эволюции, как и само существование белковой жизни, оказались бы невозможны.

Вирусы. Часть 1 Вирусология, Вирус, Биология, Научно-Популярный, Коронавирус, Длиннопост

Существует два природных механизма, отвечающих за генетическое разнообразие — естественные вертикальный и горизонтальный перенос генов, при котором мы получаем новый генетический материал, отвечающий за полезные мутации и позволяющий нам приспособиться к окружающей среде. Примером вертикального переноса генов является знакомый всем нам процесс размножения, когда накопленный генетический материал переносится от родителя к потомку. В то же время механизм горизонтального переноса генов позволяет передавать генетический материал между представителями разных популяций посредством заражения их вирусами. В процессе своего развития вирусы и бактерии в совершенстве овладели этим механизмом, что позволяет им постоянно мутировать, безупречно приспосабливаясь к жизни даже в открытом космосе. На данный момент генетические фрагменты вирусов обнаружены во фрагментах ДНК практически всех живых существ. В случае человека, "вирусная ДНК" составляет более 10% от его собственной. Процесс встраивания вирусной ДНК в клетку называется вирогенией.

Вирусы. Часть 1 Вирусология, Вирус, Биология, Научно-Популярный, Коронавирус, Длиннопост

История происхождения вирусов крайне загадочна и начинается более 4 миллиардов лет назад. Ее истоки берут начало в доисторическом периоде, на таком этапе формирования нашей планеты, когда еще не существовало клеток и белковой жизни. Этот период в истории планеты называют "миром РНК". На этом этапе развития нашей планеты вся генетическая информация хранилась в ансамблях молекул рибонуклеиновых кислот. В последствии их взаимодействие привело к формированию ДНК-РНК-белковой жизни. На данный момент РНК обеспечивает наиболее важные процессы жизнедеятельности клетки: перенос энергии, биосинтез белка и репликацию ДНК. Понимание истории "мира РНК" стоит у истоков ответа на вопрос, как неживая природа вдруг стала живой. В 1975 году Манфред Сампер и и Рудигер Льюс на практике продемонстрировали это превращение в смеси, содержащей лишь нуклеотиды (органическое соединение нуклеозидов и фосфорных кислот), абсолютно не содержащей никакой генетической информации (даже молекул РНК), где эта самая РНК смогла, при создании определенных условий, спонтанно самозародиться. Процесс превращения неживой материи в живую назвали "самозарождением жизни".Способность молекул РНК к эволюции и самозарождению запустило процесс формирования белковой жизни на Земле, который пошел по нескольким путям. Одним из этих путей стало появление современных вирусов, форм жизни, состоящих из одной молекулы нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белковой оболочки. При этом, нельзя утверждать, что все современные вирусы родственны друг другу, т.к. они имеют значительные различия в генетическом материале. К примеру, генетический состав "пандоравируса", обнаруженный в 2013 году, лишь на 6% схож с генетическим составом других форм жизни на нашей планете.

Вирусы. Часть 1 Вирусология, Вирус, Биология, Научно-Популярный, Коронавирус, Длиннопост

Вирусы — это паразитические нуклеопротеидные комплексы.Как уже говорилось выше, наиболее простые и древние их формы имеют в своем составе лишь одну молекулу РНК (генетической информации) и простейшую белковую оболочку (капсид). Некоторые формы вирусов (бактериофаги) даже способны заражать бактерии, проникая в их клеточную структуру. На данный момент обнаружено и детально описано более 6 тысяч видов вирусов, хотя предполагается, что их разнообразие гораздо больше и существует более 100 миллионов их форм и видов. Доказано, что вирусы способны к эволюции и горизонтальному переносу генов, что позволяет отнести их к живым организмам. Если не одно "но". У вирусов нет обмена веществ и размножаться они могут только проникнув в клетку-хозяина. Таким образом мы можем уверенно сказать, что вирусы проникают в любую клетку (в том числе и наш организм) лишь с одной целью — заполучить ценные ресурсы и начать процесс размножения. Дело в том, что вирус — это что-то вроде "зомби", так как не является живым существом, но видимо, очень хочет им стать, чтобы начать процесс размножения. Для этого ему нужен взять под контроль нашу клетку и получить ее клеточный материал. Процесс "рейдерского захвата" нашей клетки может привести либо к "восприимчивости" и началу иммунного ответа, либо к "терпимости" и получению вирусом полного контроля над клеткой хозяина. Как только контроль над клеткой установлен, вирус начинает репликацию— создание собственных копий.

Вирусы. Часть 1 Вирусология, Вирус, Биология, Научно-Популярный, Коронавирус, Длиннопост

Вирусы способны заразить что угодно: людей, животных, бактерий (вирусы бактерий называются бактериофагами) и даже других вирусов (вирусы-сателлиты). Почему одни вирусы быстро убивают нас самым страшным образом (например штамм гриппа, известный как испанка или возбудитель лихорадки Эбола), а другие могут бессимптомно сопровождать своего носителя на протяжении достаточно долгого периода его жизни (например, ВИЧ или цеталомегавирус)? Дело в наличии оболочки. Большинство вирусов может покинуть клетку лишь после лизиса (растворения клетки), в результате чего клетка теряет клеточную мембрану и стенку, погибая. Но есть особая группа вирусов, которые имеют  свою оболочку, позволяющую легче проникать в клетку-носителя и впоследствии покидать ее путем "отпочковывания", не разрушая клеточную структуру хозяина. Их называют оболочечными вирусами.  К этой группе вирусов, например, относятся многочисленные ретровирусы (возбудители ВИЧ) и коронавирусы.  Их оболочка состоит из фрагментов мембраны пораженной клетки -- белков и фосфолипидов. Часто на оболочке вируса располагаются гликопротеиновые шипы, или пепломеры.

Вирусы. Часть 1 Вирусология, Вирус, Биология, Научно-Популярный, Коронавирус, Длиннопост

Популяция вирусов неисчислима. Только в акватории Мирового океана, на основе данных компьютерного моделирования, их популяция предположительно составляет 10 в 31 степени. Они настолько вездесущи, что присутствую даже в ДНК всех живых организмов.  Например, более 10% структуры ДНК человека  составляют интегрированные последовательности ретровирусов.

Показать полностью 4
734

Очень доходчивое объяснение профессора о коронавирусе

Алексей Потехин, биолог, читает общий курс лекций по вирусологии в СПбГУ:

>> Общее волнение витает в воздухе. Думаю, пришло время и мне, как биологу, много лет читающему общий курс вирусологии в университете, несколько слов сказать о коронавирусе. Попробую сделать это тезисно, потому что и так в интернете на этот счет уже оченьмногобукв и, как говорят в Италии, высказалась уже даже свинья.

Итак.

1) Это всего лишь коронавирус. Один из представителей семейства, которое и раньше было представлено в общем спектре возбудителей ОРВИ человека. Это не чума. Не оспа, не родная еще нашему поколению корь. Это даже не тот коронавирус, который вызывал атипичную пневмонию в 2002 году и был гораздо жестче. Нынешний вирус убивает, как положено любому уважающему себя вирусу, только что попавшему к людям из другого зверя. Но убивает умеренно. В мире ежедневно умирает от туберкулеза столько же людей, сколько пока что умерло за все время от COVID. И еще столько же – от малярии. Просто за этими цифрами мы не следим в режиме онлайн.

2) Вирус, к сожалению, достаточно заразный. Более заразный, чем грипп, менее заразный, чем свинка или краснуха, не говоря о кори. Нам на воображение действуют растущие в реальном времени цифры инфицированных и умерших, и мысленно мы подставляем к ним «уже». В Петербурге «уже» 8 случаев! В России «уже» 93! В Китае было «уже» 80000. На самом деле правильнее было бы говорить «еще» или «всего». 80000 случаев на миллиардный Китай за почти три месяца эпидемии – это ВСЕГО, а не «целых». Поэтому панику очень сильно раздули. Мы в России находимся в самом начале развития эпидемии. Через пару недель ситуация, очевидно, ухудшится, как это происходило и происходит в других странах. Но это все равно будет очень далеко от тех эпидемий, которые человечество переживало всю свою историю, кроме последних 50 лет. И почти никто, по меркам тех эпидемий, не умрет (см. ниже). Поэтому – панику отставить!

3) Вирус вырвался за пределы одной страны и точки роста (вспышки) возникли по всему миру. Это было неизбежно. Кстати, не нужно бояться слова «пандемия» — оно означает только, что случаи заболевания выявлены в большинстве стран мира, а не то, что человечество стоит перед угрозой вымирания. Но если каждая страна повторит путь Китая в ближайшие месяцы, то случаев будет очень много. Все равно будет затронут небольшой процент популяции каждой страны, но сумма будет немалой. Карантины направлены на то, чтобы не достигнуть китайских показателей за короткое время. Меры безопасности, которые принял Китай и сейчас принимает Европа и остальной мир, абсолютно беспрецедентны. Их главная цель – снизить одновременную нагрузку на больницы при массовых вспышках (что сейчас происходит в Италии и выглядит трагично), растянуть распространение инфекции во времени.

4) Показатели смертности от коронавируса отражают реальность. Их никто не стал бы скрывать в эпоху, когда в соцсетях сразу бы сбились в группы люди, родственники которых скоропостижно умерли от воспаления легких без предварительного гриппа или другой ОРВИ. И сосчитали бы друг друга. При этом показатели общего числа случаев, конечно, очень сильно занижены, так как масса людей перенесла инфекцию бессимптомно и в период, когда ее еще не умели выявить. И сейчас многие случаи не обнаруживают, хотя теперь их мониторят. Ну и хорошо – чем более количество зараженных занижено, тем меньше по факту процент летальных исходов.

5) Этот вирус не имеет никакого отношения к человеческим разработкам и не «сбежал» ни из какой лаборатории. Пока народ паникует, в лабораториях всего мира о SARS-CoV уже узнали массу вещей. В частности, то, что все началось с единичного заражения в Китае – то есть кто-то таки там съел какое-то нехорошее животное. Или просто рядом постоял на рынке, где, по сути, в одной клетке сидят змеи, летучие мыши, куры, циветты и панголины, а потом их «готовят» для покупателей на одном столе без всяких понятий о гигиене и «кошерности». Идеальная среда для вирусов, склонных попытать счастья в другом животном-хозяине – где еще летучая мышь обменяется жидкостями с черепахой и кроликом? А вирусы, попавшие в нового хозяина, чтобы к нему приспособиться, неминуемо приобретут новые свойства и часто будут вести себя агрессивно. К тому же, прыгнув через межвидовой барьер раз, вирус прыгнет и другой, попутно приспосабливаясь к новым хозяевам. Где-то в цепочке хозяев может оказаться и человек. Это не первый вирус, происхождение которого следует искать именно на китайских рынках. Может быть, теперь Китай их реорганизует. А вообще-то, может быть, нам еще повезло, что вирус получился такой несильный.

6) Коронавирус SARS-CoV больше никуда не денется из нашей жизни. Он не исчезнет. Его не уничтожат карантинами. Лекарств против него, как и против большинства вирусов, нет, врачебные рекомендации – поддерживающая терапия. Вакцина появится (думаю, к лету), но в массовую практику выйдет не раньше, чем к концу года, так как время испытаний любой вакцины сократить нельзя. Поэтому бОльшая часть населения планеты этим вирусом обречена переболеть. И это важно, потому что лучшее средство от инфекционных заболеваний – коллективный иммунитет (чем больше народу переболело и приобрело иммунитет, тем меньше новых случаев заболевания будет происходить, и потихоньку болезнь уйдет на задний план). Не верьте слухам о повторных заражениях. На коронавирусы иммунитет обязан вырабатываться надежно.

7) Коронавирус ВООБЩЕ не похож на вирус гриппа. И поэтому он не будет держать человечество в карантинах и под боем годами и десятилетиями. У коронавирусов нет особенностей и механизмов, обеспечивающих высокую изменчивость, присущую вирусам гриппа. Они, вероятно, пойдут по обычному пути таких инфекций – чем дольше вместе с человеком, тем мягче симптоматика. И новые формы будут появляться редко, и не будут эффективно преодолевать иммунный барьер, возникающий после первого заражения. Но примерно на полгода (моя оценка) текущая эпидемическая ситуация может растянуться. Постепенно вирус станет частью пейзажа, многие переболеют, и человечество начнет возвращаться к нормальной жизни.

8) К счастью, дети почти не болеют, хотя переносить вирус бессимптомно могут. Здоровые взрослые люди, скорее всего, перенесут инфекцию «на ногах», кто-то немного потемпературит, кто-то переболеет, как хорошим гриппом. В больницах по показаниям (то есть при угрозе жизни) окажутся немногие. Из них имеют шанс умереть доли процента. Не страшнее гриппа, одним из самых неприятных и опасных осложнений которого является тоже пневмония. И, как все уже, наверно, поняли, в группе высокого риска оказались люди за 75 (подстрахуемся – в странах с уровнем жизни пониже за 70), особенно с какими-либо сопутствующими заболеваниями. Тут смертельная опасность по текущей статистике угрожает каждому пятому-шестому заболевшему.

9) С точки зрения биологии, если мы посмотрим на человека как на один из видов животных, коронавирус вообще не должен был бы рассматриваться как что-то слишком опасное. Он убивает людей с ослабленным иммунитетом (как любая инфекционная болезнь), и умеренно прореживает популяцию в старшей возрастной группе. Еще лет 100 назад человечество восприняло бы это философски, как божий промысел. И всемирную коронавирусную эпидемию-2020 с радостью махнуло бы не глядя бы на вспышку кори или полиомиелита в их родном городке. Но вот она, обратная сторона прогресса – мы же не хотим отдать этому вирусу просто так, за здорово живешь, ни одного из стариков, среди которых будут чьи-то родители и бабушки с дедушками. А чтобы их не отдать, их надо вовремя положить в приспособленную для этого палату в больнице и помочь им дышать. Мы знаем, что количество палат ограничено, а приборов для ИВЛ, наверно, тоже не по штуке на человека, к тому же они постоянно помогают жить и массе других людей, которые не могут сами дышать не из-за коронавируса.

10) Поэтому карантинные мероприятия оправданы. Кто из нас при выборе между походом в бар вечером и смертью даже незнакомого пожилого человека, в цепочке передачи вируса которому мы можем невольно оказаться, выберет поход в бар? Наверно, если цена скуки измеряется в жизнях стариков, все готовы поскучать дома, без выходов в свет и развлечений. Даже на работу иногда можно не ходить, особенно если туда нужно ехать на метро, а мир не перевернется, если вы останетесь дома. При этом не надо путать полную самоизоляцию с разумным снижением социальной активности. Не так страшен этот вирус, чтобы дать ему парализовать жизнь. Нет резонов скупать годовой запас продовольствия в магазинах, их, очевидно, не закроют, а макароны будете потом долго есть несвежие. Как было хорошо сказано в одном из мемов, если вам на 14 дней карантина нужно 144 рулона туалетной бумаги, то вам надо было обратиться к врачу задолго до появления коронавируса! :) Не нужно бояться выйти на улицу, не нужно бояться идти на работу, если туда правда надо идти. Вообще не нужно бояться перенести эту инфекцию! Что мы, гриппом в жизни не болели, что ли, или температуры у нас не бывало никогда? Бояться нужно за бабушек и дедушек, и вот им как раз лучше бы поменьше выходить из дома и общаться с другими людьми. И не только не ездить на маршрутках или не таскаться в филармонию и другие места для проведения культурного досуга. Их это вряд ли обрадует, но в ближайший период лучше им пореже встречаться и с детьми и внуками. Которые могут принести им опасную заразу, даже сами того не зная. Объясните это вашим пожилым родственникам и друзьям, и постарайтесь сами обеспечить им такой режим минимальных контактов. Они все равно будут болеть. Главное – чтобы не все сразу.

Показать полностью
176

Сравнительный размер вирионов, частиц дыма и эритроцита человека

До носа долетел запах сигарет с улицы и я подумал, а ведь, сигаретный дым хороший индикатор того, как далеко может улететь аэрозоль из человеческих лёгких.

Полез изучать размер типичных дымовых частиц и нарисовал вот такую инфографику.

Сравнительный размер вирионов, частиц дыма и эритроцита человека Инфографика, Вирус, Грипп, Эритроциты, Биология

Возможно, кому-то будет интересно наглядно представить сравнительные размеры столь малых объектов.

247

Стремительная эволюция гриппа: как одни изменения влекут за собой другие

Стремительная эволюция гриппа: как одни изменения влекут за собой другие Наука, Вирусология, Вирус, Копипаста, Эволюция, Elementy ru, Длиннопост, Грипп

В общественном сознании закрепилось довольно легкомысленное отношение к гриппу. Действительно, зачастую его симптомы не тяжелее простудных, да и беспокоит он нас не дольше недели, причем проходит обычно без всякого лечения. Однако история взаимодействий человека и вируса гриппа требует более серьезного подхода к этому патогену. Достаточно вспомнить, что одни из самых страшных пандемий прошлого века были вызваны этим вирусом*. Да и обычный сезонный грипп далеко не безвреден: по оценкам Всемирной организации здравоохранения, ежегодно от него и связанных с ним осложнений умирают сотни тысяч человек (в первую очередь, пожилые люди, младенцы и страдающие хроническими заболеваниями), а в годы тяжелых пандемий — миллионы. По числу унесенных жизней среди инфекционных заболеваний грипп уступает, пожалуй, только ВИЧ. Основная проблема профилактики и лечения гриппа связана с тем, что вирус очень быстро меняется, и каждый год мы имеем дело с его новыми формами, поведение которых далеко не всегда можно предсказать. Очередным шагом на пути к пониманию изменчивости вируса гриппа стал компьютерный анализ последовательностей аминокислот в белках вируса и нуклеотидов в его геноме.

Стремительная эволюция гриппа: как одни изменения влекут за собой другие Наука, Вирусология, Вирус, Копипаста, Эволюция, Elementy ru, Длиннопост, Грипп

Первая в мире полная достоверная модель вируса гриппа A/H1N1 с атомным разрешением, созданная в рамках проекта Viral Park компании Visual Science при участии Национального центра биотехнологии в Мадриде. Цель проекта — построение научно достоверных 3D-моделей распространенных вирусов человека с максимальной детализацией. Специалисты Visual Science собирают воедино данные огромного количества работ по молекулярной биологии, вирусологии и кристаллографии вирусов, мнения экспертов ведущих научных центров мира и результаты молекулярного моделирования, полученные научным отделом компании. Модель в значительной степени построена на основе данных, опубликованных исследовательскими коллективами под руководством: Хуана Ортина (Испанский национальный центр биотехнологий, Мадрид, Испания), Такеши Нода (Университет Токио, Япония), Роба Ригро (Отдел взаимодействий вируса и клетки, Гренобль, Франция) и Питера Розенталя (Национальный институт медицинских исследований, Лондон, Великобритания). Точное строение генома вируса гриппа удалось смоделировать благодаря сотрудничеству с Хайме Мартин-Бенито (Испанский национальный центр биотехнологий, Мадрид, Испания), группа которого добилась уникальных результатов в описании упаковки вирусного генетического материала. Создатели модели: Иван Константинов (руководитель проекта), Юрий Стефанов (научный консультант), Анастасия Бакулина (ведущий молекулярный моделлер), Дмитрий Щербинин (молекулярный моделлер), Александр Ковалевский (3D-моделлер)


Сегментированный геном

Эволюция вирусов доставляет нам немало проблем, поскольку постоянно создает штаммы патогенов, к которым не готовы ни наш иммунитет, ни индустрия производства антивирусных препаратов и вакцин. Способность вирусных популяций быстро эволюционировать держится, с одной стороны, на огромном количестве потомства, производимого патогеном в ходе инфекции, а с другой — на высокой изменчивости вирусного генетического материала, которая дает естественному отбору шанс выявить варианты («штаммы»), противостоящие нашему иммунитету эффективнее своих предшественников. Но не все вирусы способны меняться одинаково быстро. Особенно высокая изменчивость присуща вирусам с РНК-геномом, поскольку ферменты, которые осуществляют его копирование, в отличие от полимераз, реплицирующих ДНК, не в состоянии исправлять ошибки синтеза [1]. Это приводит к появлению большего числа мутаций, чем у ДНК-вирусов.


Есть и другой механизм, позволяющий еще сильнее увеличить изменчивость. Его могут использовать РНК-вирусы, геном которых разделен на части — сегменты, напоминающие человеческие хромосомы. Если в клетку одновременно проникают два штамма одного вируса с сегментированным геномом, в потомстве может произойти перемешивание участков генетического материала — реассортация, подобно тому, как в каждом из нас перемешаны фрагменты генетического материала наших родителей. В результате реассортации возникает новый штамм вируса. Если вирусы-«родители» сильно отличались друг от друга генетически, то их потомок может приобрести набор свойств, существенно отличающих его от каждого из них. Один из патогенов, способных на такой резкий эволюционный сдвиг, — вирус гриппа. Его геном состоит из восьми отдельных молекул РНК, каждая из которых необходима для успешного осуществления жизненного цикла вируса.


Общая длина генома вируса гриппа составляет приблизительно 13 500 нуклеотидов [2]. Три самых крупных (примерно по 2300 нуклеотидов) его сегмента (PA, PB1 и PB2) кодируют вирусную полимеразу — белок, копирующий РНК и состоящий из трех крупных субъединиц. Четвертый по длине (около 1750 нуклеотидов) сегмент (HA) отвечает за синтез гемагглютинина. Этот белок заякорен в липидной оболочке вируса и отвечает за его проникновение в клетку, связываясь с рецептором на поверхности клеточной мембраны [3]. В зависимости от того, какой именно вариант гемагглютинина несет вирус, связывание может быть более или менее крепким. После этого клетка поглощает вирус, помещая его в мембранный пузырек внутри цитоплазмы. Большинство макромолекулярных комплексов, поглощаемых таким образом, перевариваются клеткой. Однако вирус избегает этой участи: его мембрана сливается с мембраной пузырька, в результате чего ее содержимое оказывается в цитоплазме. В этом процессе гемагглютинин также играет важную роль. Затем геном вируса проникает в ядро, где с него может начать считываться информация.


Сегмент размером около 1550 нуклеотидов (NP) кодирует нуклеопротеин — белок, необходимый вирусу для упаковки РНК. Множество копий такого белка распределяется по каждому из геномных сегментов, связываясь с молекулой нуклеиновой кислоты. В результате фрагменты генома образуют нуклеопротеидные тяжи, сложенные пополам и закрученные в спираль, к каждому из которых прикрепляется своя копия полимеразного комплекса [4].


Следующий сегмент длиной около 1450 нуклеотидов (NA) кодирует белок нейраминидазу. Он нужен вирусу для того, чтобы только что образовавшаяся новая частица могла «отрезать» себя от хозяйской клетки. Кстати, некоторые лекарства против гриппа (например, озельтамивир, известный под торговой маркой «Тамифлю») нацелены именно на блокирование нейраминидазы, которое позволяет снизить распространение вирусных частиц [5]. Правда, некоторые варианты нейраминидазы обеспечивают вирусу возможность избегать действия этих препаратов, делая его устойчивым к соответствующим лекарствам.


Сегмент M1/M2 длиной 1000 нуклеотидов, в соответствии со своим названием, кодирует сразу два белка — М1 и М2. Из молекул первого из них образован слой (матрикс), подстилающий вирусную липидную оболочку. Обычно М1 играет ключевую роль в формировании вирусных частиц, поскольку он взаимодействует одновременно с поверхностными белками вируса и внутренними компонентами вирусной частицы. Задача матриксного белка — собрать все составляющие воедино [6]. Белок М2 выполняет роль ионного канала. Он расположен в липидной оболочке вируса и способствует его распаковке в цитоплазме клетки [7].


Последний, самый короткий (из 865 нуклеотидов) сегмент РНК вируса гриппа отвечает за синтез двух белков, которые не попадают в зрелую вирусную частицу. Эти белки называются NS1 и NEP. Первый необходим вирусу, в частности, для того, чтобы блокировать считывание информации с клеточных молекул РНК [8]. Благодаря ему клетке приходится синтезировать преимущественно вирусные белки, оставляя свои собственные нужды. Второй белок, NEP, обеспечивает транспорт новообразованных геномных комплексов вируса из ядра к клеточной мембране, где происходит сборка вирионов [9].


Новые штаммы и поиск реассортаций

Классификация штаммов вируса гриппа основана прежде всего на том, какие именно варианты гемагглютинина и нейраминидазы входят в его состав. Широко известные комбинации букв H и N в сочетании с порядковыми номерами (например, H3N2) как раз и обозначают подтип вируса: гемагглютинин 3, нейраминидаза 2. Таких подтипов десятки, однако человека заражают лишь немногие — обычно те, у которых не слишком большие номера N и H. Наиболее давние хозяева вируса гриппа — птицы, от которых новые штаммы время от времени передаются домашнему скоту и, прямо или опосредованно, людям [10]. Чем более долгий период коэволюции провели вместе патоген и хозяин, тем менее болезненным становится их совместное существование. Птичьи штаммы вируса зачастую оказываются очень опасными после передачи новым хозяевам [11].


Известно, что именно реассортации сегментов РНК привели к возникновению штаммов, которые вызвали пандемии азиатского и гонконгского гриппа в 1957 и 1968 гг., унесшие около 2,5 млн жизней [12]. Возможно, что и испанский грипп начала прошлого века, число жертв которого шло на десятки миллионов, тоже появился в результате такой эволюционной схемы [13].


Сам процесс и последствия реассортаций изучены в настоящее время недостаточно полно. В частности, не совсем ясно, как такое резкое изменение генетического материала сказывается на дальнейшей эволюции вируса. Дело в том, что белкам, кодируемым разными сегментами вирусного генома, надо взаимодействовать между собой. Например, это важно при сборке вирусной частицы. В ходе этого процесса на поверхности зараженной клетки концентрируются вирусные белки, интегрированные в липидную оболочку. К ним относятся гемагглютинин, нейраминидаза и М2. Поверхностные белки вируса должны взаимодействовать с матриксом, который в это время формируется под клеточной мембраной. С другой стороны, М1 должен связаться с сегментами генома, чтобы они оказались упакованы в новую частицу. Да и сами сегменты должны собраться вместе таким образом, чтобы составить полный функциональный геном. Все эти ключевые для жизненного цикла вируса молекулярные взаимодействия могут быть затруднены, если белки синтезированы фрагментами геномов разных штаммов, которые еще не «притерлись» друг к другу в ходе совместной эволюции. Возможно, именно из-за этого успешные реассортации происходят сравнительно редко. Однако, коль скоро реассортация случилась, разным кускам генома, оказавшимся в одном новом штамме, надо приспособиться друг к другу.


Можно предположить, что после успешных реассортаций в геноме новой линии вируса должны закрепляться дополнительные точечные мутации, обеспечивающие такую «притирку». Эту гипотезу можно проверить биоинформатическими методами — с помощью компьютерного анализа тысяч прочитанных («отсеквенированных») геномов различных штаммов вируса, содержащихся в открытых базах данных в Интернете.


Для этого, прежде всего, необходимо узнать, что в ходе эволюции данной линии вируса гриппа произошла реассортация. Здесь на помощь приходят методы восстановления эволюционных деревьев. С помощью компьютерных программ можно сравнить ряд последовательностей одного и того же гена, взятых из большого числа особей (например, отдельных штаммов вируса), и понять, эволюционное дерево какой формы наиболее вероятно описывает историю этих штаммов. На таком дереве более похожие последовательности будут «сидеть» на близких ветках. Обычно все гены в геноме имеют одну и ту же эволюционную историю и, соответственно, описываются одним и тем же эволюционным деревом. Но из-за реассортации может оказаться, что история разных генов, попавших в один геном, различается, поскольку вирусные частицы-«родители» имеют разное происхождение. Тогда, например, может оказаться, что сегмент HA сидит на одной ветке, а сегмент NA, взятый из того же генома — совсем на другой ветке дерева. Существуют компьютерные программы, которые ищут реассортации как раз по таким несоответствиям между эволюционными деревьями разных генов. Одна из таких программ называется Graphincompatibility-based Reassortment Finder (GiRaF) [14]. Принцип ее работы заключается в построении для некой выборки секвенированных вирусов отдельных филогенетических деревьев по каждому из восьми сегментов генома. Последующее сравнение этих деревьев позволяет обнаружить ветви, в которых построенные деревья не совпадают друг с другом. Такие ветви указывают на то, что в данный период эволюции вируса произошла реассортация, поскольку иначе деревья бы совпали.


Подобное исследование можно провести с использованием геномов вируса гриппа, опубликованных в свободном доступе. Избрав в качестве объекта штаммы H3N2, можно составить выборку из 1376 сегментированных геномов, а затем сравнить между собой филогенетические деревья для этих вирусов, построенные в отдельности по каждому из геномных сегментов [15].


В результате такого сравнения оказалось, что число реассортаций примерно сопоставимо для разных сегментов: в ходе эволюции гриппа в популяции человека каждая пара сегментов в недавнем прошлом реассортировала около 50 раз.

Стремительная эволюция гриппа: как одни изменения влекут за собой другие Наука, Вирусология, Вирус, Копипаста, Эволюция, Elementy ru, Длиннопост, Грипп

Эволюционные деревья (а), построенные по разным генам (дерево слева — по гену гемагглютинина, справа — по гену нейраминидазы) одного и того же набора штаммов вируса гриппа [15]. Сравнение деревьев позволяет обнаруживать реассортации — моменты эволюционной истории, когда геномы разных штаммов «перемешивались». Без реассортаций два дерева были бы одинаковыми; из-за реассортаций кажется, что некоторые ветки на одном дереве «отрезали и перепривили», чтобы получилось другое дерево. Соответствующие друг другу «листья» на «перепривитых» ветках соединены линиями разных цветов. На увеличенном фрагменте дерева (б) красным кружком обозначен момент реассортации, зелеными прямоугольниками — следовавшие за ним изменения аминокислотной последовательности. На масштабных линейках указана доля изменившихся нуклеотидов


Последствия реассортаций

После того как ветви, в которых произошли реассортации, были обнаружены, стало возможным оценить их влияние на накопление в сегментах вирусного генома точечных замен. Для этого можно сравнить время, прошедшее между каждой такой заменой и ближайшей предшествующей ей реассортацией, с тем, которое бы ожидалось из компьютерной модели, если бы реассортации не влияли на замены. Проведенный анализ показал, что по крайней мере в пяти из восьми сегментов генома мутации ускоренно накапливаются после реассортации. Наиболее ярко эффект проявился для нейраминидазы и белка PB1. Ускорение аминокислотных замен после реассортаций вирусных геномов указывает на то, что в такие периоды эволюции вируса гриппа прежде всего происходит адаптация белков к новому генетическому окружению. Из-за того, что вирусные белки взаимодействуют между собой, молекулы из разошедшихся штаммов вынуждены какое-то время изменяться, приспосабливаясь друг к другу.


При этом для разных сегментов эффект ускоренного накопления точечных замен длится разное время. Если реассортация затрагивает субъединицу полимеразы, период «притирки» сегментов к новому копирующему белку оказывается сравнительно долгим. В случае нейраминидазы период повышенной скорости замен короче, и большинство дополнительных точечных замен встречается на филогенетических ветвях, которые сразу следуют за той, что отмечена реассортацией.


Интересно, что у нейраминидаз наблюдалось 30 замен, расстояние от которых до ветви, несущей реассортацию, меньше того эволюционного расстояния, на котором мы бы ожидали встретить одну случайную синонимичную замену в гене данного белка. Такой результат свидетельствует о том, что все эти 30 мутаций произошли и закрепились необычайно быстро, и что необходимость быстрой адаптации возникла именно благодаря тому, что соответствующий сегмент генома попал в новое генетическое окружение.


Какие же именно мутации случаются после реассортаций? Чтобы ответить на этот вопрос, можно разделить мутации на разные категории, пользуясь уже имеющимися знаниями о биологии вируса, о структуре его белков и об их эволюции. Например, известно, что некоторые мутации подвержены так называемому положительному отбору. Это значит, что они увеличивают приспособленность данного штамма — возрастает число вирусных частиц-потомков, которые он производит. В результате на такие «полезные» для вируса мутации начинает действовать дарвиновский естественный отбор, и частота их встречаемости со временем повышается. Такой отбор в поверхностных белках вируса гриппа (гемагглютинине и нейраминидазе), как правило, связан с действием иммунной системы хозяина: более приспособленными оказываются такие мутантные частицы, которые эффективнее «маскируются», избегая иммунитета. Места в белках, которые вирус может изменить, чтобы стать незаметным для иммунной системы, и которые поэтому обычно подвержены такому отбору, хорошо известны [16]. Можно было бы ожидать, что эти места также эволюционируют быстрее и после реассортаций. Но оказалось, что ускорение эволюции после реассортаций происходит совсем в других частях белка. По-видимому, это означает, что за взаимодействия белков друг с другом отвечают не те участки, что за их взаимодействие с иммунной системой.


Кроме того, можно изучить параллельные мутации, которые многократно затрагивали одни и те же позиции в уже эволюционно разошедшихся белках. Оказалось, что такие мутации часто случаются и вскоре после реассортаций. Возможно, это означает, что существенная доля параллельных мутаций происходит как ответ на мутации в других белках вируса. Вирус — тесно скоординированная структура, и, возможно, не только реассортации, но и каждое важное эволюционное событие влечет за собой «шлейф» изменений в других местах того же белка или других белков. Взаимодействия между разными генами и между разными местами одного гена называются эпистазом. Пары замен у вируса гриппа, когда вторая замена нейтрализует вредные последствия первой, были известны и ранее [17]. Оказалось, что замены в сайтах, способные уравновешивать изменения в других местах того же белка, быстро возникают также и после реассортаций, по-видимому, «подстраивая» межбелковые взаимодействия после замен в другом белке. Похоже, существуют такие аминокислоты, изменения которых могут нейтрализовать множество различных «поломок» в вирусном геноме.


Реассортация — это резкое эволюционное изменение, которое поначалу может снижать общую приспособленность вируса к условиям окружающей среды и к организму-хозяину. Однако иногда оказывается, что из-за такой перетасовки белков из разных штаммов новая форма патогена оказывается более приспособленной, чем штаммы-предшественники, получая возможность эффективнее распространиться [18]. Похоже, что за коррекцию первичного вредного эффекта от реассортации как раз и отвечают быстро закрепляющиеся адаптивные мутации.


Предсказания, полученные только статистическими методами, — путем анализа последовательностей белков и кодирующих их генов, — конечно, не могут иметь стопроцентную точность. Действительно ли взаимодействуют две определенные аминокислоты, можно проверить экспериментально. Однако каждый белок вируса состоит из сотен аминокислот, так что возможны десятки тысяч разных взаимодействий. Постановка такого числа экспериментов практически неосуществимы. Биоинформатический анализ позволяет расставлять приоритеты: выбирать и анализировать только те аминокислоты, которые участвуют во взаимодействиях, экономя время и силы экспериментаторов. Кроме того, такой подход позволяет понять, насколько взаимодействия, приводящие к вредности реассортаций, распространены на уровне всего генома.


Вопрос этот отнюдь не праздный. Связь между реассортациями и последующим накоплением аминокислотных замен может быть важна для предсказания возникновения новых линий вируса, способных вызвать пандемии. Например, «птичий» грипп (H5N1) — один из вероятных кандидатов на роль агента будущих серьезнейших эпидемий [19, 20]. Существующие штаммы этого подтипа гриппа в настоящее время не передаются между млекопитающими; однако для того чтобы получить такую способность, вирусу необходимы всего лишь пять дополнительных мутаций либо реассортация в сочетании с четырьмя заменами [21, 22]. При этом две из этих мутаций уже распространены среди вирусов H5N1 [23]. Если произойдет реассортация, недостающие замены могут возникнуть быстрее, чем считалось ранее.


Работа выполнена при поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проект 13-04-02098) и Министерства образования и науки Российской Федерации (проект 11.G34.31.0008).


Об авторах


Георгий Александрович Базыкин — кандидат биологических наук, заведующий сектором молекулярной эволюции в Институте проблем передачи информации им. А. А. Харкевича РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории эволюционной геномики факультета биоинженерии и биоинформатики МГУ им. М. В. Ломоносова. Занимается изучением различных вопросов биологической эволюции с использованием методов геномики и биоинформатики.


Юрий Эдуардович Стефанов — кандидат биологических наук, научный сотрудник Института молекулярной биологии РАН им. В. А. Энгельгарта и научный консультант студии научного дизайна Visual Science. Область научных интересов — эволюция мобильных генетических элементов, трехмерное компьютерное моделирование вирусных частиц.

Литература

1. Steinhauer D. A., Domingo E., Holland J. J. Lack of evidence for proofreading mechanisms associated with an RNA virus polymerase // Gene. 1992. V. 22. № 2. P. 281–288.

2. Teng Q., Hu T., Li X. et al. Complete genome sequence of an H3N2 avian influenza virus isolated from a live poultry market in Eastern China // J. Virol. 2012. V. 86. № 21. P. 11944. DOI: 10.1128/JVI.02082-12.

3. Carr C. M., Kim P. S. A spring-loaded mechanism for the conformational change of influenza hemagglutinin // Cell. 1993. V. 73. № 4. P. 823–832.

4. Arranz R., Coloma R., Chichуn F. J. et al. The structure of native influenza virion ribonucleoproteins // Science. 2012. V. 338. № 6114. P. 1634–1637. DOI: 10.1126/science.1228172.

5. Kamali A., Holodniy M. Influenza treatment and prophylaxis with neuraminidase inhibitors: a review // Infection and Drug Resistance. 2013. № 6. P. 187–198. DOI: 10.2147/IDR.S36601.

6. Nayak D. P., Hui E. K., Barman S. Assembly and budding of influenza virus // Virus Res. 2004. V. 106. № 2. P. 147–165.

7. Lear J. D. Proton conduction through the M2 protein of the influenza A virus; a quantitative, mechanistic analysis of experimental data // FEBS Lett. 2003. V. 552. № 1. P. 17–22.

8. Hale B. G., Randall R. E., Ortнn J. et al. The multifunctional NS1 protein of influenza A viruses // J. Gen. Virol. 2008. V. 89. № 10. P. 2359–2376. DOI: 10.1099/vir.0.2008/004606-0.

9. Robb N. C, Smith M., Vreede F. T. et al. NS2/NEP protein regulates transcription and replication of the influenza virus RNA genome // J. Gen. Virol. 2009. V. 90. № 6. P. 1398–1407. DOI: 10.1099/vir.0.009639-0.

10. El Zowalaty M. E., Bustin S. A., Husseiny M. I. et al. Avian influenza: virology, diagnosis and surveillance // Future Microbiol. 2013. V. 8. № 9. P. 1209–1227. DOI: 10.2217/fmb.13.81.

11. Kaplan B. S., Webby R. J. The avian and mammalian host range of highly pathogenic avian H5N1 influenza // Virus Res. 2013. V. 178. № 1. P. 3–11. DOI: 10.1016/j.virusres.2013.09.004.

12. Kilbourne E. D. Influenza pandemics of the 20th century // Emerg. Infect. Dis. 2006. V. 12. № 1. P. 9–14.

13. Suzuki Y. A phylogenetic approach to detecting reassortments in viruses with segmented genomes // Gene. 2010. V. 464. № 1–2. P. 11–16. DOI: 10.1016/j.gene.2010.05.002.

14. Nagarajan N., Kingsford C. GiRaF: robust, computational identification of influenza reassortments via graph mining // Nucleic Acids Research. 2011. V. 39. № 6. e34. DOI: 10.1093/nar/gkq1232.

15. Neverov A. D., Lezhnina K. V., Kondrashov A. S., Bazykin G. A. Intrasubtype Reassortments Cause Adaptive Amino Acid Replacements in H3N2 Influenza Genes // PLoS Genet. 2014. V. 10. № 1. e1004037. DOI: 10.1371/journal.pgen.1004037

16. Wolf Y. I., Viboud C., Holmes E. C. et al. Long intervals of stasis punctuated by bursts of positive selection in the seasonal evolution of influenza A virus // Biol. Direct. 2006. V. 1. P. 34.

17. Kryazhimskiy S., Dushoff J., Bazykin G. A. et al. Prevalence of epistasis in the evolution of influenza A surface proteins // PLoS Genet. 2011. V. 7. № 2. e1001301. DOI: 10.1371/journal.pgen.1001301.

18. Li K. S., Guan Y., Wang J. et al. Genesis of a highly pathogenic and potentially pandemic H5N1 influenza virus in eastern Asia // Nature. 2004. V. 430. № 6996. P. 209–213.

19. Ferguson N. M., Fraser C., Donnelly C. A. et al. Public health. Public health risk from the avian H5N1 influenza epidemic // Science. 2004. V. 304. № 5673. P. 968–969.

20. Yong E. Influenza: Five questions on H5N1 // Nature. 2012. V. 486. № 7404. P. 456–458. DOI: 10.1038/486456a.

21. Herfst S., Schrauwen E. J., Linster M. et al. Airborne transmission of influenza A/H5N1 virus between ferrets // Science. 2012. V. 336. № 6088. P. 1534–1541. DOI: 10.1126/science.1213362.

22. Imai M., Watanabe T., Hatta M. et al. Experimental adaptation of an influenza H5 HA confers respiratory droplet transmission to a reassortant H5 HA/H1N1 virus in ferrets // Nature. 2012. V. 486. № 7403. P. 420–428. DOI: 10.1038/nature10831.

23. Russell C. A., Fonville J. M., Brown A. E. et al. The potential for respiratory droplet-transmissible A/H5N1 influenza virus to evolve in a mammalian host // Science. 2012. V. 336. № 6088. P. 1541–1547. DOI: 10.1126/science.1222526.

https://elementy.ru/nauchno-populyarnaya_biblioteka/434482/S...

Показать полностью 2
128

Кишечные микробы превратили флавоноиды в противовирусный препарат

Ученые выяснили, что кишечная микробиота защищает хозяина от гриппа. Один из участников микробного сообщества кишечника разлагает флавоноиды, содержащиеся в пище, с образованием вещества, которое эффективно стимулирует противовирусную защиту.


http://short.nplus1.ru/xalmQJNko4I

Кишечные микробы превратили флавоноиды в противовирусный препарат Наука, Новости, Медицина, Биология, Грипп, Микробиота кишечника
Похожие посты закончились. Возможно, вас заинтересуют другие посты по тегам: