מתמטיקאי רוסי מציע מודל המתאר מוטציות בנגיף

האינטראקציה של וירוס עם גוף האדם היא תופעה מורכבת מאוד שניתן לצמצם לשני תהליכים:

הנגיף משתכפל בתאי מארח, והגוף נלחם בזיהום באמצעות תגובה חיסונית. מבט מקרוב על זיהום ויראלי מגלה שווירוסים מתחרים על תאי מארח, משתנים על ידי תרופות אנטי-ויראליות ועוברים מוטציות במהלך שכפולם. הם יכולים להתפתח בקצב גבוה מאוד עקב שינוי של ישן או רכישת רצפי RNA או DNA חדשים. גורמים אלו ועוד רבים אחרים מקשים על ביולוגים לחזות את התפתחות הנגיף, לצפות את הופעתם של זנים חדשים ולהעריך את רמות העמידות הפוטנציאליות שלהם.

הצוות של ויטלי וולפרט, מתמטיקאי מאוניברסיטת RUDN,הציע מודל מתמטי המתאר את האבולוציה והגיוון של קוואזיסי וירוסים. המודל מראה את האינטראקציה הדינמית בין שכפול, מוטציה וחיסול הנגיף. ניתן להשתמש בתוצאות העבודה לחיזוי הופעתם של זנים נגיפיים המסוגלים להימנע מהכרה חיסונית ולהתנגד לתרופות אנטי-ויראליות.

כדי לשמור על דברים פשוטים, המודל מראה לנו את זההזנים הקיימים מתפתחים כדי להפחית את התחרות בין הנגיפים, להחליש את פינוי הנגיף על ידי התגובה החיסונית ולהיות פחות רגישים לתרופות. מגמה זו מובילה להופעת זנים עמידים לתרופות /

ויטליק וולפרט, מתמטיקאי מאוניברסיטת RUDN

המדען תיאר בעבודה משותפת עם עמיתיוזן נגיף כפתרון מקומי שבמרכזו גנוטיפ נתון. הופעתם של זנים חדשים מתאימה לגל תקופתי המתפשט במרחב הגנוטיפים. הופעתם של פסגות חדשות בהתפשטות הגלים עולה בקנה אחד עם הופעתם של זנים חדשים של נגיפים. הצוות תיאר את התנאים להופעת גלי נסיעה תקופתיים ואת הדינמיקה שלהם על ידי ניתוח יציבותם של פתרונות נייחים אחידים במרחב.

המודל מיוצג על ידי המשוואה הלא לוקאליתתגובות דיפוזיה לצפיפות הנגיף. למשוואה שני מונחים אינטגרליים המתאימים להשפעות הלא-מקומיות של האינטראקציה של הנגיף עם תאי מארח ותאי חיסון.

המודל החדש איכותי ויישום למגווןזיהום ויראלי. עם זאת, על מנת לתאר טוב יותר את הדינמיקה של קוואזיספוסים של נגיפים, יש לדעת את המאפיינים האישיים שלהם, כגון אופי המוטציות שלהם, אינטראקציה עם מערכת החיסון ותגובה לתרופות אנטי-ויראליות.

"באמצעות המודל שלנו אתה יכול להתפתחשיטות שונות למניעת התפשטות זיהומים נגיפיים דרך רקמות הגוף והופעתם של זנים חדשים, כלומר התפשטות במרחב הגנוטיפים. עם זאת, כדי שגישות אלה יהיו מעשיות, יש לשלב אותן עם נתונים ניסיוניים וקליניים ", מסביר ויטלי וולפרט.

למודל יש מספר מגבלות, מכיוון שהוא מבוססעל כמה פשטות. כלומר, זה לא לוקח בחשבון קיומם של תאי חיסון רבים וציטוקינים (מולקולות פפטיד אינפורמטיביות קטנות) המעורבים בתגובה החיסונית, או בתהליכים המורכבים של ויסות תוך-תאי ושכפול נגיפי. עם זאת, מגבלות אלה מסייעות למדענים לזהות כמה מאפיינים אבולוציוניים נפוצים של קווזיס שקשה לזהות במודל מורכב יותר. עבודת צוות המדענים יכולה לשמש בסיס לחקירות נוספות.

קרא גם

קרחון יום הדין התגלה כמסוכן יותר ממה שחשבו המדענים. אנחנו מספרים את העיקר

שתי עדויות לחיים מחוץ לכדור הארץ הופיעו בבת אחת. אחד על ונוס, השני - אף אחד לא יודע איפה

התברר כי ירחי אורנוס דומים יותר לכוכבי לכת