RNA病毒演化的自组织临界动力学
种群与进化
2022-04-20 v1 生物物理
摘要
RNA病毒（如SARS-CoV-2）以复杂方式演化。研究RNA病毒演化对于理解分子演化和药物开发至关重要。然而，科学家缺乏直接从经验数据刻画RNA病毒演化动力学并识别潜在物理规律的通用框架。为填补这一空白，我们提出一种理论，将RNA病毒演化刻画为具有吸收态和雪崩行为的物理系统。该方法将可获取的生物数据（如系统发育树和感染）映射为RNA病毒感染与演化的通用随机过程，使研究者能够验证RNA病毒演化背后潜在的自组织临界性。我们将该框架应用于导致COVID-19全球大流行的病毒SARS-CoV-2。我们发现SARS-CoV-2表现出如平均场理论预测的尺度不变雪崩。观测到的标度关系、普适坍缩和缓慢衰减的自相关表明SARS-CoV-2演化具有自组织临界动力学。有趣的是，由临界演化过程产生的谱系恰好与SARS-CoV-2的威胁性谱系（如Delta病毒）相吻合。我们期望我们的方法成为刻画RNA病毒演化的通用形式体系，并有助于识别值得关注的潜在病毒谱系。
引用
@article{arxiv.2204.08627,
title = {Self-organized critical dynamics of RNA virus evolution},
author = {Xiaofei Ge and Kaichao You and Zeren Tan and Hedong Hou and Yang Tian and Pei Sun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.08627},
year = {2022}
}