Российский математик предлагает модель, описывающую мутации вируса

Команда профессионалов по математическому моделированию из РУДН предложила доброкачественную модель эволюции вируса и возникновения новейших штаммов. Результаты исследования в состоянии сделать прогнозирование поведения вирусов наиболее действенным и посодействовать в разработке новейших антивирусных препаратов. Статья размещена в журнальчике Mathematics.

Взаимодействие вируса с организмом человека — весьма сложное явление, которое можно свести к двум действиям: вирус плодится в клетках-хозяевах, и организм противоборствует инфекции (Термин означает различные виды взаимодействия чужеродных микроорганизмов с организмом человека) средством иммунного ответа. Наиболее пристальный взор на вирусную заразу указывает, что вирусы соперничают за клетки-хозяев, меняются под действием антивирусных препаратов и мутируют во время собственной репликации. Они могут развиваться с весьма высочайшей скоростью за счет модификации старенькых либо приобретения новейших последовательностей РНК (Рибонуклеиновая кислота — одна из трёх основных макромолекул (две другие — ДНК и белки), которые содержатся в клетках всех живых организмов) либо ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов). Из-за этих и почти всех остальных причин биологам трудно предсказать динамику эволюции вируса, предугадать возникновение новейших штаммов и оценить их потенциальные уровни стойкости.

Команда Виталия Вольперта, математика из РУДН, предложила математическую модель, описывающую эволюцию и диверсификацию квазивидов вирусов. Модель указывает динамическое взаимодействие меж репликацией, мутацией и элиминацией вируса. Результаты работы могут быть применены для прогнозирования возникновения штаммов вирусов, способных избегать иммунного определения и сопротивляться антивирусным продуктам.

Чтоб не усложнять, модель указывает нам, что имеющиеся штаммы развиваются, чтоб уменьшить конкурентнсть меж вирусами, ослабить выведение вируса за счет иммунного ответа и стать наименее чувствительным к лекарствам. Эта тенденция приводит к возникновению устойчивых к лекарствам штаммов/

Виталиq Вольперт, математик из РУДН

Работая вкупе со своими сотрудниками, ученый обрисовал штамм вируса как локализованный раствор, сосредоточенный вокруг данного генотипа. Появление новейших штаммов соответствует повторяющейся волне, распространяющейся в пространстве генотипов. Появление новейших пиков распространения в процессе распространения волн совпадает с возникновением новейших штаммов вирусов. Команда обрисовала условия появления повторяющихся бегущих волн и их динамику, проанализировав устойчивость пространственно однородных стационарных решений.

Модель представлена ​​нелокальным уравнением реакции-диффузии для плотности вируса. Уравнение имеет два интегральных члена, которые соответствуют нелокальным эффектам взаимодействия вируса с клетками-хозяевами и иммунными клеточками.

Новенькая модель качественна и применима к разным вирусным инфекциям. Но, чтоб лучше обрисовать динамику квазивидов вирусов, нужно знать их личные индивидуальности, такие как нрав их мутаций, взаимодействие с иммунной системой и ответ на антивирусные препараты.

«Используя нашу модель, можно создать разные способы предотвращения распространения вирусных зараз по тканям организма и возникновения новейших штаммов , другими словами распространения в пространстве генотипов. Но для того, чтоб эти подходы имели практическую реализацию, они должны быть в сочетании с экспериментальными и клиническими данными», — разъясняет Виталий Вольперт.

Модель имеет ряд ограничений, так как базирована на нескольких упрощениях. А конкретно, она не воспринимает во внимание существование огромного количества иммунных клеток и цитокинов (маленьких информативных пептидных молекул), которые учавствуют в иммунном ответе, либо сложных действиях внутриклеточной регуляции и репликации вируса. Но эти ограничения помогают ученым найти некие общие эволюционные индивидуальности квазивидов вирусов, которые было бы тяжело идентифицировать в наиболее сложной модели. Работа команды ученых быть может применена как база для последующих расследований.

Читать также

Ледник «Судного денька» оказался опаснее, чем задумывались ученые. Рассказываем основное

Возникло сходу два подтверждения инопланетный жизни. Одно на Венере, другое — непонятно где

Выяснилось, что спутники Урана больше похожи на планетки

Источник