Verschiebung der mutationsbedingten Einschränkungen im Rezeptorbindungsbereich von SARS-CoV-2 während der viralen Evolution

Zusammenfassung SARS-CoV-2 hat Varianten mit Substitutionen im Spike-Rezeptorbindungsbereich (RBD) entwickelt, die seine Affinität zum ACE2-Rezeptor und die Erkennung durch Antikörper beeinflussen. Diese Substitutionen könnten auch die zukünftige Evolution prägen, indem sie die Effekte von Mutationen an anderen Stellen modulieren – ein Phänomen, das als Epistase bezeichnet wird. Um diese Möglichkeit zu untersuchen, führten wir tiefe mutationsbasierte Scans durch, um die Auswirkungen aller einzelnen Aminosäuremutationen in den RBDs der Wuhan-Hu-1-, Alpha-, Beta-, Delta- und Eta-Varianten auf die ACE2-Bindung zu messen. Einige Substitutionen, insbesondere N501Y, verursachen epistatische Verschiebungen in den Effekten von Mutationen an anderen Stellen und formen so den anschließenden evolutionären Wandel. Diese epistatischen Verschiebungen treten trotz hoher Erhaltung der gesamten RBD-Struktur auf. Unsere Daten beleuchten die Beziehungen zwischen RBD-Sequenz und -Funktion und erleichtern die Interpretation der fortlaufenden SARS-CoV-2-Evolution.