Virus COVID-19: Tỷ lệ đột biến cao hơn ít nhất 50% so với ước tính
Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học đến từ Đại học Bath và Edinburgh cho thấy, cứ khoảng một tuần thì virus SARS-CoV-2 sẽ lại đột biến một lần. Tỷ lệ này cao hơn nhiều so với ước tính trước đây của các nhà khoa học, qua đó cho thấy các biến thể mới sẽ có thể xuất hiện nhanh hơn so với những gì chúng ta từng nghĩ.
Một số đột biến của virus giúp chúng tăng khả năng sống sót, tuy nhiên cũng có những đột biến khác lại gây bất lợi và do đó không tồn tại đủ lâu để có thể được giải trình tự. Ảnh minh họa: Catalin/phys.org
Trước đây, các nhà khoc học từng cho rằng, sau hai tuần, SARS-CoV-2 sẽ biến đổi một lần. Tuy nhiên, theo một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Genome Biology and Evolution của Trung tâm Tiến hóa Milner (Đại học Bath) và Khoa Di truyền học Người MRC (Đại học Edinburgh), chúng ta đã bỏ sót rất nhiều đột biến khác đã từng xuất hiện nhưng chưa bao giờ được giải trình tự.
Virus vốn thường xuyên biến đổi, chẳng hạn như khi chúng gặp sai sót trong quá trình sao chép bộ gen và nhân bản virus. Thông thường, khi nói đến chọn lọc tự nhiên, chúng ta sẽ nghĩ ngay đến các đột biến mới có một điểm cải tiến nào đó khiến cho chúng dễ lây lan hơn, ví dụ như biến thể Alpha và Delta của COVID-19. Đây là “chọn lọc Darwin” hay “chọn lọc dương” (positive selection).
Tuy nhiên, thực ra hầu hết các đột biến lại có hại cho chính virus và làm giảm cơ hội sống sót của chúng – một khái niệm được gọi là chọn lọc thuần (purifying selection) hay chọn lọc âm (negative selection). Do sẽ không tồn tại được đủ lâu trong cơ thể của bệnh nhân nên các đột biến dạng này không được giải trình tự, và do đó chúng đã bị bỏ qua trong các tính toán về tỷ lệ đột biến.
Các phát hiện mới của nhóm nghiên cứu đã củng cố thêm sự cần thiết phải cách ly những người có hệ thống miễn dịch yếu đối với virus. Giải thích về điều này, giáo sư Laurence Hurst tại Trung tâm Tiến Hóa Milner (Đại học Bath), cho hay: “Kết quả nghiên cứu của chúng tôi cho thấy, nếu thời gian mắc COVID-19 của một bệnh nhân kéo dài hơn vài tuần thì có thể sẽ tạo điều kiện cho virus tiến hóa và dẫn đến các biến thể mới”. Chẳng hạn, “biến thể Alpha được cho là bắt nguồn từ sự tiến hóa của virus trong cơ thể của một người mãi không khỏi được bệnh”.
“Thực ra thông tin này cũng không phải hoàn toàn là tin xấu bởi hầu hết mỗi người sẽ truyền bệnh và khỏi bệnh trước khi virus kịp biến đổi đến mức như vậy. Tuy nhiên, ước tính mới về tỉ lệ đột biến đã cho thấy, virus sẽ có nhiều cơ hội tiến hóa ở mỗi người bệnh hơn so với những gì chúng ta từng nghĩ”.
Không chỉ vậy, theo giáo sư Hurst, “với số lượng lớn các bộ gen SARS-CoV-2 đã được giải trình tự hiện nay, chúng ta có thể biết được một số thông tin về số lượng đột biến chưa được biết đến cũng như nguyên nhân tại sao chúng lại bị bỏ sót, mặc dù không thể hoàn toàn nghiên cứu chúng một cách trực tiếp”.
“Trong Thế chiến thứ hai, Mỹ đã mất rất nhiều máy bay khi bay qua Đức. Để biết được cần phải thêm vật liệu chống đạn vào phần nào, họ đã xem xét những chỗ bị hư hại của những chiếc máy bay còn trở về và lý giải, những vị trí không có vết đạn bắn ở những chiếc máy bay ấy chính là những vị trí nguy hiểm nhất. Bởi nếu bị bắn vào những chỗ này thì chắc hẳn chúng cũng sẽ rơi và không thể quay về giống như những chiếc máy bay còn lại”.
“Chúng ta có thể sử dụng thủ thuật tương tự để khám phá ra các đột biến SARS-CoV-2 bị bỏ sót, chẳng hạn: các bộ gen virus được giải trình tự sẽ đóng vai trò là những chiếc máy bay còn sống sót, và ta có thể tìm ra tỉ lệ của tất cả các máy bay sống sót khi bị bắn cũng như lý do tại sao một số chiếc bị rơi”.
Phần lớn các đột biến chọn lọc âm mà các nhà khoa học tìm được là nhờ những lý do có thể đoán trước: ví dụ như các đột biến sẽ khiến cho gene ngắn hơn hoặc làm cho các protein, giống như protein gai, hoạt động kém hiệu quả.
Tuy nhiên, một số đột biến khác lại đem đến một điều bất ngờ. Tiến sỹ Atahualpa Castillo Morales, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Các protein mà virus tạo ra được hình thành từ các amino acid. Giống như gene của con người, gene của virus cũng có những hướng dẫn giúp cho các amino acid kết lại với nhau theo thứ tự. Chúng tôi phát hiện ra sự chọn lọc đã ưu tiên các đột biến sử dụng các amino acid ổn định hơn để không phải tốn nhiều năng lượng duy trì nguồn cung cấp”.
“Chúng tôi cho rằng. điều này xảy ra bởi virus chịu áp lực chọn lọc lớn nhằm tăng khả năng nhân rộng một cách nhanh chóng, và việc chúng sử dụng các amino acid có ‘tuổi thọ’ dài hơn sẽ giúp chúng ít phải chờ đợi nguồn cung cấp hơn”.
Mỹ Hạnh dịch
Nguồn: https://phys.org/news/2021-08-mutation-covid-virus-percent-higher.html
