新型コロナウイルスのオミクロン変異株は人工ウイルスの疑い

こんにちは。オミクロンが出現して約１か月後の2021年12月27日に、荒川央 (あらかわ ひろし)先生は、オミクロンが人工的に作成されたウイルスではないかと疑っていました

オミクロンが人工的に作成されたことが証明されて、さらに人為的に散布されたことが証明されたなら、それは兵器のようです
日本人の超過死亡に関係していたらおおごとです

それではまじめに検証してみます

考え方の基本

🔵 新型コロナウイルスのゲノムにおいて、１つの核酸のチェンジはすべて同じ確率で起こるとする。ゲノムの核酸のチェンジはウイルス複製の時に起こる
＊核酸のチェンジを突然変異 mutation と呼ぶ
＊核酸はアデニンA, グアニンG, シトシンC, ウラシルUの4種類

🔵新型コロナウイルスにはnsp14による複製の誤りを修正する校正機能があります。そのためおおよそのゲノム変異率は1/1,000,000 ～ 2/1,000,000

必要な基礎知識は

核酸からアミノ酸に変換する規則です。コドン表に記載されています

各コドンが同義置換になる確率を計算します

UUU（F）

• ランダムな置換でUUCになる確率は

  1. 1/4×1/4×1/4=1/641 / 4 cross 1 / 4 cross 1 / 4 equals 1 / 64

• ランダムな置換でUUUになる確率は

  1. 1/4×1/4×1/4=1/641 / 4 cross 1 / 4 cross 1 / 4 equals 1 / 64

• したがって、UUUがFのままになる確率は

　1/64 + 1/64 = 2/64 = 1/32

• したがって、UUUから変化する確率は

1 - 2/64 = 31/32

同様に64個のコドンについて交換後に元のコドンと同じアミノ酸になる確率を計算します

命題は、『オミクロンのスパイク遺伝子の変異が起こる確率』

＊アクセション番号「EPI_ISL_6640916」のオミクロンを解析
＊スパイク蛋白は3813塩基 (1271アミノ酸)からなる
＊計算のために欠失や挿入を除く

そこで、計算のために1200個のアミノ酸からなる蛋白を想定しました

各ヌクレオチドがアトランダムにA, C, G, U に変化するとして、ちょうど30個のアミノ酸が変異する確率はアミノ酸の縮合を入れ二項分布で求めると

やはり天文学的に小さくなりました

1200個のアミノ酸からなる蛋白に、そのうち30個のアミノ酸に変異の入る確率は天文学的に小さい。何と比較して天文学的に小さい確率かというと無限回複製の結果として生じる可能性のある全変異蛋白の総数と比較してです
やはり無効な蛋白の排除、nsp14による校正機能および選択圧を考慮にいれないで結論をだすことは難しい

今回、荒川先生をサポートする目的で、掛谷先生もですか、検討を始めたためここで記載を終えます

この記事は近日中にいつものマガジンに収録します

以下、付録
一般的なdN/dSの計算方法

dN/dS（Ka/Ks）

dN/dS（Ka/Ks）は、進化の過程で遺伝子に働く選択圧を評価するために用いられる指標です。特定の遺伝子配列について、異なる生物種間や集団間で比較し、その遺伝子が自然選択によってどのように影響を受けてきたかを推定します

• dN（非同義置換率）: アミノ酸配列が変化する（タンパク質の機能に影響を与える可能性がある）塩基置換が、非同義座位あたりにどれだけ生じたかを表します。非同義座位とは遺伝子のDNA配列において、そこが変異すると翻訳されるアミノ酸が変わる可能性がある塩基の位置のこと

• dS（同義置換率）: アミノ酸配列が変化しない（タンパク質の機能に影響を与えない）塩基置換が、同義座位あたりにどれだけ生じたかを表します。

• dN/dS比: dNをdSで割った比率（ωと表記される)

dN/dS値の解釈

dN/dS比の値によって、その遺伝子が受けている選択圧を以下のように解釈します。

• dN/dS > 1: ポジティブ選択（正の選択）。非同義置換が同義置換よりも多く生じている状態です。これは、特定の環境への適応など、アミノ酸配列の変化が進化的に有利であったことを示唆します。

• dN/dS = 1: 中立進化。非同義置換と同義置換がほぼ同じ割合で生じている状態です。これは、変異がランダムに蓄積しており、特別な選択圧を受けていないことを示唆します。

• dN/dS < 1: 負の選択（純化選択）。同義置換が非同義置換よりも多く生じている状態です。これは、アミノ酸配列の変化が進化的に不利であるため、それを排除する選択圧が働いていることを示唆します。多くのタンパク質をコードする遺伝子に見られる最も一般的なパターンです

dN/dSの計算方法

1. 配列の収集: 解析対象となる遺伝子について、複数の生物種または集団から塩基配列（CDS配列）を収集します

2. 多重配列アライメント: 収集した塩基配列を、配列アライメントソフトウェア（例：MAFFT、Clustal Omega）で整列させます。この際、コドン（3つの塩基のセット）の読み枠を考慮することが重要です

3. dN/dSの計算: アライメントされた配列をもとに、dNとdSを計算するソフトウェアを使用することができます。代表的なソフトウェアには、以下のものがあります

   • PAML (Phylogenetic Analysis by Maximum Likelihood): 最大尤度法に基づき、系統樹上でdN/dSを計算する高度なソフトウェア。

   • KaKs_Calculator: 多様な方法でKa/Ks（dN/dS）を計算できるプログラム。

   • Rのパッケージ: apeやseqinrといったパッケージでも計算可能です

計算における注意点

• アライメントの精度: 不適切な多重配列アライメントは、dN/dSの計算結果に大きな影響を与えます。特に、CDS配列のみをアライメントすると、読み枠がずれることがあるため、アミノ酸配列を考慮してアライメントを行うことが推奨されます。

• 部位ごとの選択圧: 遺伝子全体でdN/dSを計算するだけでなく、タンパク質の特定の部位で異なる選択圧が働いているかを解析することも可能です。PAMLのCodemlプログラムなどがこの解析をサポートしています。

• 解析手法の選択: dN/dSを計算する方法にはいくつかのアルゴリズムがあり、それぞれに長所と短所があります。研究目的に応じて適切な方法を選択する必要があります。