SARS-CoV-2 folgt vorhersehbaren Mutationsspuren

SARS-CoV-2 folgt vorhersehbaren Mutationsspuren

Eine neue Forschungsstudie der University of Nebraska-Lincoln hat tatsächlich ergeben, dass die Anomalien, die bei der COVID-19-verursachenden SARS-CoV-2-Infektion auftreten, im Haushalt auftreten – oder zumindest die Kategorie der für den Menschen am gefährlichsten Coronaviren Wesen.

Nach dem Vergleich der sehr frühen Fortschritte von SARS-CoV-2 mit denen seiner engsten Angehörigen, den Betacoronaviren, entdeckte die Nebraska-Gruppe, dass SARS-CoV-2-Anomalien sowohl genetisch als auch strukturell im Wesentlichen in den gleichen Bereichen auftreten.

Die mutationsbedingten Ähnlichkeiten zwischen SARS-CoV-2 und auch seinen Vorläufern, bestehend aus dem human-infizierenden SARS-CoV-1 und auch MERS-CoV, könnten dazu beitragen, Vorhersagen darüber zu treffen, wie die COVID-verursachende Infektion mit Sicherheit weiter voranschreiten wird. behaupteten die Wissenschaftler.

„Das Problem, immer nur ein Virus gleichzeitig zu betrachten, ist, dass man den Wald vor lauter Bäumen verliert“, sagte Katherine LaTourrette, Doktorandin im Complex Biosystems-Programm in Nebraska Mutationscharakter von SARS-CoV-2.“

„Das geht auf folgende Fragen ein: Werden Impfstoffe langfristig wirksam sein? Welche Varianten werden sich durchschleichen? Brauchen wir diesen Booster-Schuss? Werden sich die Geimpften ein zweites Mal anstecken?“

"Sie werden höchstwahrscheinlich ins Schwarze treffen"

Der erbliche Code einer Infektion begründet ihre Fähigkeit, Zellen zu kontaminieren und führt sie auch dazu, noch mehr Duplikate ihrer selbst zu erzeugen. Dieser Code umfasst Grundsubstanzen oder Nukleotide, wobei Anomalien überall dort auftreten, wo diese Nukleotide eingeschlossen, abgezogen oder gegeneinander ausgetauscht werden. Viele Anomalien haben wenig oder kein Ergebnis, ähnlich wie der Versuch, ein detailliertes Passwort zu hacken, indem nur eine Persönlichkeit transformiert wird, wird wahrscheinlich nicht mehr funktionieren.

Aber wenn genügend Gelegenheiten geboten werden, entdeckt eine Infektion letztendlich eine Anomalie oder Anomalien, die die Einrichtung ihrer architektonischen Gelenke oder Aminosäuren verändern, genug, um ihr zu helfen, Zellen viel besser anzugreifen und sich auch zu vermehren – Vorteile, die ihr helfen, verschiedene andere Belastungen auszugleichen. In einigen Situationen kann ein brandneuer Stress zusätzlich die durch bestehende Injektionen gemischten Immunaktionen abwenden, was das Wachstum brandneuer Injektionen erfordert, um sich dagegen zu schützen.

LaTourrette und auch ihr Berater, Hernan Garcia-Ruiz, waren bei Infektionen, die ein verschiedenes organisches Königreich – Pflanzen – befallen, hektisch gegensätzliche Mutationsmuster, als die SARS-CoV-2-Pandemie zuschlug. Dazu werteten die Wissenschaftler Abschnitte sequenzierter DNA aus identischen Bereichen auf den Genomen aller Infektionen einer Kategorie aus. Sie suchten insbesondere nach Single-Point-Anomalien: Abschnitte, in denen sich tatsächlich nur ein Nukleotid transformiert hatte. Indem sie sie identifizierten, untersuchte die Gruppe, ob bestimmte Anomalien bei assoziierten Pflanzeninfektionen auftreten, und ordnete diese Anomalien anschließend auf nützliche Aminosäureanpassungen bei den Infektionen zu.

„Oft haben Forscher ein bestimmtes Pflanzenvirus, das sie untersuchen“, behauptete LaTourrette. „Sie wissen es sehr gut. Aber unsere Frage war: Großes Bild, was macht die Gattung? Wir wissen, dass Variation nicht zufällig ist. Es reichert sich in bestimmten Bereichen des Genoms an, und diese Bereiche sind (manchmal) über die gesamte Gattung hinweg konsistent. Dies sind in der Regel Bereiche, die für Dinge wie die Anpassung des Wirts wichtig sind – im Wesentlichen Bereiche, die sich ständig ändern müssen, um sich mit ihrem Wirt weiterzuentwickeln.“

„Als COVID-19 passierte, dachten wir uns, nun, wir können die (Betacoronavirus-)Sequenzen herunterladen und durch die Pipeline laufen lassen und sehen, wo die Variation auftritt.“

Als sie dies taten, entdeckten LaTourrette und auch ihre Mitarbeiter, dass sich das vermeintliche Spike-gesunde Protein, das aus Betacoronaviren herausragt und auch ihren Eintritt in die Wirtszellen durch externe Bindung an Rezeptoren geheimhält, sich schnell durch alle erkannten Betacoronaviren, bestehend aus SARS-CoV, verändert. 2.

Obwohl nur 17 % des SARS-CoV-2-Genoms untersucht wurden, hat das „hypervariable“ gesunde Spike-Protein bisher etwa 50 % der vollständigen Anomalien der Infektion erfasst, stellten die Wissenschaftler fest. Diese Anomalien entstehen in den gleichen Bereichen des Genoms und auch in den gleichen Untereinheiten des gesunden Spike-Proteins, wie sie es heute bei jedem anderen Betacoronavirus haben.

„Alle unsere Analysen haben gezeigt, dass hier wirklich die Variation stattfindet“, behauptete LaTourrette. „Es war egal, wann wir es betrachteten, welche Variante wir betrachteten – das Spike-Protein war der Schlüssel.“

Die Gruppe beendete außerdem, wie verschiedene andere Virologen, dass das gesunde Protein SARS-CoV-2 nicht richtig ist – dass, während seine Aminosäuren genau das gleiche grundlegende Design aufweisen, dieses Design das hat, was LaTourrette "etwas Spielraum" nannte. um direkt in ein wenig verschiedene Setups zu gelangen. Das ist ein Problem, behauptete sie, da seine architektonische Anpassungsfähigkeit höchstwahrscheinlich auch einen nützlichen Erschütterungsraum bietet.

„Menschen können von Person zu Person leicht unterschiedliche Zellrezeptoren haben“, behauptete LaTourrette. „Dann muss man also einen (Spike-Protein-)Rezeptor haben, der diese kleinen Verschiebungen aufnehmen kann. Wenn es sehr geordnet war und es sich nicht verschieben konnte, dann konnte es vielleicht nicht alle anstecken. Aber mit dieser Flexibilität ist es ein viel besserer Virus.“

„Grundsätzlich ist dieser Bereich hypervariabel und flexibel. Es ist also der Doppelschlag.“

Diese hohen Qualitäten werden sicherlich bleiben, um SARS-CoV-2 zu einem großartigen Gegner zu machen, der Wachsamkeit erfordert, um sich für die direkte Zukunft abzuwehren, behauptete LaTourrette. Aber das Verständnis seiner Ausdauer, die der transformative Hintergrund verschiedener anderer Betacoronaviren als vernünftiger Vorgeschmack auf diese Zukunft fungieren könnte, muss Virologen und auch Vakzinologen bei der Planung unterstützen.

Impfstoffe müssen möglicherweise während der Entwicklung von SARS-CoV-2 auf das bestimmte gesunde Spike-Protein abzielen, aber das Sprechen mit den Mutationsmustern von Betacoronaviren könnte Wissenschaftlern helfen, zu prognostizieren, welche Domänennamen des gesunden Proteins sich am ehesten und am wenigsten ändern werden. Und das könnte es viel einfacher machen, ein sich verlagerndes Ziel zu treffen, behauptete LaTourrette.

„Wenn Sie beim Werfen eines Dartpfeils auf eine Dartscheibe die Augen schließen, kann er überall hingehen“, behauptete sie. „Aber wenn man sich die anderen (Betacoronavirus-)Spezies ansieht, hat man eine Vorstellung davon, wo es wahrscheinlich landen wird. Und Sie treffen eher ins Schwarze.“

Obwohl LaTourrette derzeit tatsächlich ins Reich der Pflanzen zurückgekehrt ist, behauptete sie die Möglichkeit, ihren Job auf eine solche Push-Funktion umzustellen, jedes Mal als erfreulich, wenn die Zufriedenheit knapp blieb.

„Für uns war der Übergang von Pflanzen zu Coronaviren eine wirklich positive Möglichkeit zu zeigen, dass Sie Ihre Wissenschaft und Ihr Wissen zum Wohle der Gesellschaft einsetzen können“, sagte LaTourrette. „Wir haben in den letzten anderthalb Jahren einige wirklich großartige Beispiele von Gruppen gesehen, die diesen Wandel vollzogen haben.“

„Auch wenn dies eine sehr schwierige Zeit ist und es viele Schwierigkeiten gibt, finde ich es wirklich positiv zu sehen, dass Wissenschaftler zusammenkommen und gemeinsam zu einer Sache beitragen können.“

LaTourrette und auch Garcia-Ruiz, Associate Teacher für Pflanzenpathologie am Nebraska Center for Virology, führten die Forschungsstudie mit der aktuellen Master-Absolventin Natalie Holste, der Doktorandin Rosalba Rodriguez-Peñan und auch Raquel Arruda Leme, einer Wissenschaftlerin aus Brasilien, durch.