Coronavirus Genomunu Karıştırma Ustasıdır, Bilim Adamlarını Endişe Eder

Son haftalarda bilim adamları, koronavirüsün bir avuç küçük mutasyon taşıyan yeni varyantları hakkında alarm verdiler ve bunların bazıları aşıları daha az etkili hale getiriyor gibi görünüyor.

Ancak endişeleri artıran sadece bu küçük genetik değişiklikler değildir. Yeni koronavirüs, kendi kopyalarını çıkardığında genomunun büyük parçalarını karıştırma eğilimindedir. Sekanstaki yazım hataları gibi olan küçük mutasyonların aksine, rekombinasyon adı verilen bir fenomen, cümlenin ikinci yarısının biraz farklı bir versiyonla tamamen üzerine yazıldığı büyük bir kopyala ve yapıştır hatasına benzer.

Bir dizi yeni çalışma, rekombinasyonun virüsün tehlikeli şekillerde şekillenmesine izin verebileceğini gösteriyor. Ancak uzun vadede, bu biyolojik mekanizma, araştırmacıların virüsü durduracak ilaçları bulmasına yardımcı olarak gümüş bir astar sunabilir.

Utah Üniversitesi’nden evrimsel genetikçi Nels Elde, “Rekombinasyonun gerçekleştiği konusunda hiçbir şüphe yok” dedi. “Ve aslında, muhtemelen biraz takdir edilmiyor ve endişenin bazı yeni varyantlarının ortaya çıkmasında bile oyunda olabilir. “

Güney Afrika’da ilk tespit edilen B. 1. 351 varyantında olduğu gibi, çoğu insanın duyduğu koronavirüs mutasyonları, virüsün uzun genetik dizisinin veya RNA’nın tek bir “harfindeki” değişikliklerdir. Virüs, RNA kodunu düzeltmek için sağlam bir sisteme sahip olduğundan, bu küçük mutasyonlar nispeten nadirdir.

Bunun aksine rekombinasyon koronavirüslerde yaygındır.

Virolog Mark Denison liderliğindeki Vanderbilt Üniversitesi Tıp Merkezi’ndeki araştırmacılar, kısa süre önce Covid’e neden olan SARS-CoV-2 dahil olmak üzere üç koronavirüste çoğaltma sırasında işlerin nasıl ters gittiğini inceledi. Ekip, üç virüsün de laboratuvarda ayrı ayrı çoğaltılırken “kapsamlı” rekombinasyon gösterdiğini buldu.

Bilim adamları, rekombinasyonun, koronavirüsün farklı varyantlarının bir kişinin vücudunun içinde daha tehlikeli versiyonlarda birleşmesine izin verebileceğinden endişe ediyor. Örneğin, Britanya’da ilk tespit edilen B. 1. 1. 7 varyantı, aniden ortaya çıkmış gibi görünen bir düzineden fazla mutasyona sahipti.

Dr. Elde, rekombinasyonun, zaman içinde aynı kişi içinde kendiliğinden ortaya çıkan farklı varyantlardan gelen mutasyonları birleştirmiş olabileceğini veya aynı anda birine aynı anda enfekte olabileceğini söyledi. Şimdilik, bu fikrin spekülatif olduğunu söyledi: “Bu görünmez yaraları bir rekombinasyon olayından görmek gerçekten zor. “Ve aynı anda iki varyantla enfekte olmak mümkün olsa da, bunun nadir olduğu düşünülüyor.

İngiltere’deki Oxford Büyük Veri Enstitüsü’nde evrimsel epidemiyolog olan Katrina Lythgoe, ortak enfeksiyonun sık sık meydana geldiğinden şüpheleniyor. “Ancak endişenin yeni çeşitleri bize nadir olayların hala büyük bir etkisi olabileceğini öğretti,” diye ekledi.

Rekombinasyon, aynı taksonomik gruptan iki farklı koronavirüsün bazı genlerini değiştirmesine de izin verebilir. Bu riski daha yakından incelemek için Dr. Elde ve meslektaşları, SARS-CoV-2 ve domuzları ve sığırları enfekte ettiği bilinen bazı uzak akrabaları dahil olmak üzere birçok farklı koronavirüsün genetik dizilerini karşılaştırdı.

Duke Üniversitesi’ndeki Sekanslama ve Genomik Teknolojiler Paylaşılan Kaynağına gelen yeni bir koronavirüs örneği grubu. Kredi. . . Pete Kiehart, The New York Times için

Bilim adamları, özel olarak geliştirilmiş yazılımlar kullanarak, bu virüslerin dizilerinin hizalandığı ve eşleştiği ve eşleşmediği yerleri vurguladılar. Yazılım, virüslerin evriminin son birkaç yüzyılı boyunca, rekombinasyon olaylarının çoğunun, virüsün insan hücrelerine girmesine yardımcı olan sivri protein yapan segmentleri içerdiğini öne sürdü. Bilim adamları bunun rahatsız edici olduğunu söylediler, çünkü bu, bir virüsün insanları enfekte etmek için esasen diğerini donattığı bir yol olabilir.

Üzerinde çalışan evrimsel virolog Stephen Goldstein, “Bu rekombinasyon sayesinde, insanları enfekte edemeyen bir virüs SARS-CoV-2 gibi bir virüsle yeniden birleşebilir ve yükselme sırasını alabilir ve insanları enfekte edebilir” dedi. çalışma.

Perşembe günü çevrimiçi olarak yayınlanan ancak henüz bilimsel bir dergide yayınlanmayan bulgular, ilgili koronavirüslerin birbirleriyle rekombinasyon açısından oldukça gelişigüzel olduğuna dair yeni kanıtlar sundu. Koronavirüslerde birdenbire ortaya çıkmış gibi görünen birçok sekans da vardı.

Dr. Elde, “Bazı durumlarda, neredeyse uzaydan, henüz bilmediğimiz koronavirüslerden gelen bir dizi var gibi görünüyor,” dedi. Koronavirüslerin tamamen farklı gruplar arasında rekombinasyonu yakından incelenmemiştir, çünkü kısmen bu tür deneyler, güvenlik riskleri nedeniyle Amerika Birleşik Devletleri’nde potansiyel olarak hükümet incelemesine tabi tutulmalıdır.

Çin’in Guangzhou kentindeki Jinan Üniversitesi’nde virolog olan Feng Gao, Utah araştırmacılarının yeni yazılımının koronavirüslerde alışılmadık diziler bulmasına rağmen rekombinasyon için kesin kanıt sağlamadığını söyledi. Basitçe kendi başlarına bu şekilde evrimleşmiş olabilirler.

Dr. Gao, “Çeşitlilik, ne kadar olursa olsun, rekombinasyon anlamına gelmez” dedi. Viral evrim sırasında büyük çeşitlilikten kaynaklanıyor olabilir. ”

Yıllardır koronavirüsler üzerinde çalışan Ulusal Alerji ve Bulaşıcı Hastalıklar Enstitüsü’nde viral bir ekolog olan Vincent Munster, rekombinasyonun yeni pandemik koronavirüslere yol açıp açmayacağı konusunda sınırlı bilgiye sahip olduklarını söyledi.

Yine de bu kanıt büyüyor. Temmuz ayında yayınlanan ve bugün resmi olarak yayınlanan bir çalışmada, Dr. insan hücrelerine ustaca girmelerini sağlar. Bu dikenli protein, insan hücrelerinde ACE2 adı verilen belirli bir giriş noktasına bağlanır. Bu makale, ACE2 kullanan başkalarının olup olmadığını görmek için koronavirüslerin daha fazla izlenmesini gerektiriyor ve bu nedenle insanlara benzer tehditler oluşturabilir.

Bazı bilim adamları rekombinasyon makinelerini yalnızca bir sonraki salgını savuşturmak için değil, aynı zamanda bununla savaşmaya yardımcı olmak için de inceliyorlar.

Örneğin, üç koronavirüsün rekombinasyonu üzerine yaptığı son çalışmada, Vanderbilt’ten Dr. Denison, bir fare koronavirüsünde nsp14-ExoN olarak bilinen bir enzimin bloke edilmesinin rekombinasyon olaylarının düşmesine neden olduğunu buldu. Bu, enzimin koronavirüslerin replike olurken RNA’larını karıştırıp eşleştirme becerisi için hayati önem taşıdığını gösterdi.

Şimdi, Connecticut Üniversitesi Tıp Fakültesi’nde virolog olan Dr. Denison ve Sandra Weller, bu içgörünün Covid hastalarını tedavi edip edemeyeceğini araştırıyorlar.

Remdesivir gibi bazı antiviral ilaçlar, viral replikasyon sürecini hızlandıran RNA tuzakları olarak hizmet ederek enfeksiyonlarla savaşır. Ancak bu ilaçlar, bazılarının koronavirüs için umduğu kadar iyi sonuç vermiyor. Bir teori, nsp14-ExoN enziminin bu ilaçların neden olduğu hataları ortadan kaldırarak virüsü kurtarmasıdır.

Dr. Denison ve Dr. Weller, diğerlerinin yanı sıra, nsp14-ExoN’nin aktivitesini engelleyecek, remdesivir ve diğer antivirallerin daha etkili çalışmasına izin verecek ilaçlar arıyorlar. Dr. Weller, bu yaklaşımı, virüsün replikasyonunun farklı yönleri üzerinde hareket eden molekülleri birleştiren H. I.V.’nin kokteyl terapilerine benzetiyor. “Koronavirüsler için kombinasyon tedavisine ihtiyacımız var” dedi.

Dr.Weller, nsp14-ExoN’nin koronavirüsler arasında paylaşıldığını, bu nedenle onu başarılı bir şekilde baskılayan bir ilacın SARS-CoV-2’den daha fazlasına karşı hareket edebileceğini belirtti. O ve Dr. Denison, hücrelerde farklı molekülleri test ederek hala ilaç keşfinin ilk aşamalarında.

Diğer bilim adamları, bu yaklaşımda, yalnızca remdesivir gibi ilaçların daha iyi çalışmasını sağlamak için değil, virüsün herhangi bir çoğaltma hatasını düzeltmesini önlemek için de potansiyel görüyorlar.

Dr. Goldstein, “Bunun iyi bir fikir olduğunu düşünüyorum,” dedi, “çünkü virüsü” hata felaketi “olarak bilinen şeye itecektiniz – temelde o kadar çok mutasyona uğrayacak ki virüs için ölümcül. “