الاختيار الصارم يقود إلى التقارب نحو أنماط ارتباط مستقبلات SARS-CoV-2 الشبيهة بأوميكرون

الملخص يوفر تطور البروتين في المختبر رؤى قوية حول تسلسلات الأحماض الأمينية التي تدعم الوظائف البيولوجية الرئيسية. في هذا البحث، نستخدم هذا لاستكشاف المسارات التطورية لنمط ارتباط مستقبلات بروتين السنبلة (RBM) لـ SARS-CoV-2 الذي يرتبط بإنزيم تحويل الأنجيوتنسين البشري 2 (ACE2)، وهي خطوة أساسية أولى في عدوى الفيروس. تطبيق ضغوط اختيار صارمة بدءًا من تسلسل بروتين ترميز المتغيرات غير الأوميكرونية أو من ووهان يؤدي إلى تقارب سريع نحو طفرات مميزة للأوميكرون وسلالاته الفرعية. على العكس، تحت اختيار معتدل، يتم اختيار بعض الطفرات الشبيهة بالأوميكرون فقط، ولكن بتكرارات أقل وتمثيل غير كامل. ينتج عن الاختيار الصارم عدد أقل ولكن طفرات غير مرادفة مهيمنة تعكس طفرات الأوميكرون وتنوعاتها داخل سلالاته الفرعية. من الجدير بالذكر أن بدء التطور من الأوميكرون نفسه يحافظ على الطفرات المحددة له تحت كلا الشرطين. يتوازى هذا النمط التطوري مع اتجاهات الطفرات العالمية لـ SARS-CoV-2 وكذلك مع المحاكاة الحاسوبية، مما يبرز الدور الحاسم للقيود على ارتباط المستقبلات في تشكيل تكيف الفيروس. الطفرات المتعلقة بشكل أساسي بالتهرب المناعي لا يتم اختيارها عن طريق تطور المختبر. توضح نتائجنا القدرة التنبؤية لتطور المختبر، مما يقترح أن RBM الأوميكروني هو نمط الارتباط المهيأ للبشر، الذي يظهر من الاختيار الصارم، فوق ضغوط خلفية أخف.