RNA 病毒群体中共享的准纯亚群结构

RNA 病毒形成基因型多样性丰富的种群，结构为突变谱或准纯亚群，其内部组织影响其进化和适应动力学。虽然已广泛表征基因多样性，但病毒种群在序列空间中的结构组织仍较少探索。本文比较了两个在显著不同演化情境下的 RNA 病毒的基因型网络结构：一种是在受控实验条件下演化的大肠杆菌噬菌体 $Q\beta$，另一种是在感染人类宿主期间演化的 SARS-CoV-2。通过深入测序数据，我们重建了突变耦合变异的基因型网络并分析其拓扑属性。尽管基因组大小、突变率和生态环境存在巨大差异，但两种病毒均显示出相同的组织结构：一个高度丰度的中心突变株被层层变异株包围，随着到中心突变株的汉明距离增加，这些变异株的丰度逐渐降低。所有重建的网络共享定性和定量的拓扑特征，显示出层次化结构。该种群在多种条件下的稳健组织结构表明，RNA 病毒可能受制于序列空间基本特性和复制突变通用机制，共享常见的基因型网络架构。基因型网络提供了描述病毒种群结构的统一框架，超越传统多样性度量；通过揭示局部约束如何塑造突变搜索，为病毒演化的可预测性提供了洞见。