Первый в истории систематический мутагенез целого генома из 44 000 вариантов фага ΦX174 продемонстрировал, что наука все еще не понимает, почему множество изменений убивает вирус
6 сентября 2026, 21:36Наука и космосDarth Sahara0
Биологи осуществили первый в своем роде систематический мутагенез целого генома: почти каждый из 5386 нуклеотидов фага ΦX174 — вируса, чей геном первым в мире был секвенирован в 1970-х годах, первым синтезирован химически в 2000-х и первым спроектирован с использованием ИИ — изменили по отдельности. Команда Бена Ленера из Института Сенгера в Великобритании создала свыше 44 000 вариантов, исследовав все возможные замены отдельных нуклеотидов и аминокислот.
Мутанты были выращены совместно с бактерией кишечной палочки (Escherichia coli) на протяжении 80 минут — время двух-трех инфекционных циклов. Выжившие и размножившиеся варианты считались успешными, а те, чьи мутации оказались вредными, погибали. Результат конкурентного эксперимента, расшифрованный с помощью секвенирования ДНК, принес неожиданность: половина однонуклеотидных замен и 60% аминокислотных замен оказались вредными — значительно больше, чем предполагалось.
Тем не менее, несколько мутаций дополнительно увеличили адаптивность вируса, который на протяжении десятилетий считался полностью оптимизированным для лабораторных условий.
Среди вредных аминокислотных мутаций приблизительно половина, предположительно, нарушила взаимодействия с другими белками — как фага, так и хозяина. Одна четверть затронула аминокислоты, глубоко внедренные в структуру белка, что могло подорвать его целостность. Однако оставшаяся четверть — сотни мутаций — остается полной тайной.
«Даже в этой сверхизученной системе мы не можем объяснить, почему четверть мутаций убивает вирус», — отметил Ленер.
Современные ИИ-модели для биологии, продемонстрировавшие многообещающие результаты в предсказании вредных мутаций у человека, не смогли предсказать эффекты в фаге. Для авторов это подчеркивает критическую нехватку качественных экспериментальных данных для обучения биологических ИИ-инструментов — даже самый изученный вирус на планете продолжает удивлять.
Источники:bioRxivНаука и космос0Искусственный интеллектГенетикаБиоинформатикамутагенез26 минут назад
Источник