SARS-CoV-2 järgides prognoositavaid mutatsioone

SARS-CoV-2 järgides prognoositavaid mutatsioone

Nebraska-Lincolni ülikooli uus uurimus näitas, et COVID-19 põhjustavas SARS-CoV-2 infektsioonis esinevad anomaaliad näivad olevat leibkonnas - või vähemalt inimestele kõige ohtlikumate koronaviiruste kategoorias. olendid.

Pärast vastandamist SARS-CoV-2 varajase arengu ja lähimate lähedaste beetakoronaviiruste edenemisele avastas Nebraska rühm, et SARS-CoV-2 anomaaliad toimuvad põhimõtteliselt samades piirkondades, nii geneetiliselt kui ka struktuuriliselt.

Mutatsioonilised sarnasused SARS-CoV-2 ja ka selle lähteainete vahel, mis koosnevad inimesest nakatunud SARS-CoV-1 ja ka MERS-CoV, võivad aidata prognoosides teada saada, kuidas COVID-i põhjustav nakkus kindlasti edasi areneb, väitsid teadlased.

"Ainult ühe viiruse korraga vaatamise probleem on see, et kaotate puude eest metsa," väitis Katherine LaTourrette, Nebraska Complex Biosystems programmi doktorant. "Seda suurt pilti vaadates suutsime ennustada SARS-CoV-2 mutatsiooniline olemus. "

"See satub järgmistesse küsimustesse: kas vaktsiinid on pikaajaliselt tõhusad? Millised variandid hakkavad hiilima? Kas me vajame seda korduvlasku? Kas vaktsineeritud inimesed nakatuvad teist korda? "

"Tõenäoliselt lööte seda härjasilma"

Infektsiooni pärilik kood kinnitab selle võimet rakke saastata ja suunab neid veelgi enese duplikaate looma. See kood sisaldab põhiaineid või nukleotiide, kusjuures anomaaliaid leiab aset kõikjal, kuhu need nukleotiidid üksteise hulka arvavad, neid lahutavad või omavahel vahetavad. Paljudel kõrvalekalletel on vähe tulemusi või pole neid üldse, samuti lakkab tõenäoliselt töötamast katse üksikasjalikku parooli häkkida, muutes lihtsalt ühe isiksuse.

Kuid pakutuna piisavalt võimalusi, avastab infektsioon lõpuks anomaalia või anomaaliad, mis muudavad selle arhitektuuriliste liigeste või aminohapete ülesehitust, mis on piisavad, et aidata rakke palju paremini rünnata ja ka paljuneda - eelised, mis aitavad tal konkureerida mitmesuguste muude stressidega. Mõnes olukorras võib uhiuus stress lisaks ära hoida immuunsuse, mis on segatud olemasolevate süstidega, nõudes uhiuute süstide kasvu selle kaitsmiseks.

Kui SARS-CoV-2 pandeemia tabas, olid LaTourrette ja ka tema nõunik Hernan Garcia-Ruiz infektsioonide seas hektiliselt kontrastsed mutatsioonimustrid, mis ründavad mitmesuguseid orgaanilisi riike - taimi. Selleks hindasid teadlased kõigi kategooria nakkuste genoomides identsetelt aladelt pärinevat järjestatud DNA sektsioone. Nad otsisid eriti ühepunktilisi anomaaliaid: sektsioone, milles lihtsalt üks nukleotiid oli tegelikult transformeerunud. Nende tuvastamisega uuris rühm, kas seotud anomaaliate korral ilmnevad konkreetsed anomaaliad, seejärel kaardistades need anomaaliad kasulike aminohapete kohandustega nakkustes.

"Paljudel juhtudel on teadlastel konkreetne taimeviirus, mida nad uurivad," väitis LaTourrette. "Nad teavad seda tõesti hästi. Kuid meie küsimus oli: Suur pilt, mida perekond teeb? Me teame, et variatsioon pole juhuslik. See akumuleerub teatud genoomipiirkondades ja need piirkonnad on (mõnikord) kogu perekonna ulatuses ühtsed. Need kipuvad olema sellised valdkonnad nagu peremehe kohanemine - põhimõtteliselt valdkonnad, mida tuleb pidevalt muuta, et oma peremehega edasi areneda. "

"Nii et kui COVID-19 juhtus, siis mõtlesime, et saame alla laadida (beetakoronaviiruse) järjestused ja viia need läbi torujuhtme ning näha, kus variatsioon toimub."

Kui nad seda tegid, avastasid LaTourrette ja ka tema kaastöötajad, et väidetav terav valk, mis jääb beetakoronaviirustest välja ja salajab ka nende sissepääsu otse peremeesrakkudesse, seondudes retseptoritega väliselt, muudab kiiresti kõiki tunnustatud beetakoronaviirusi, mis koosnevad SARS-CoV- 2.

Vaatamata lihtsalt 17% SARS-CoV-2 genoomi auditile on teadlased paljastanud, et "hüper-muutuv" tervislik valk on siiani kogunud umbes 50% nakkuse täielikest anomaaliatest. Need anomaaliad tekivad väga samades genoomipiirkondades ja ka samades tervislike valkude alamühikutes, nagu need on tänapäeval kõigis teistes beetakoronaviirustes.

"Kõik meie analüüsid näitasid, et variatsioon toimub tegelikult seal," väitis LaTourrette. "Pole tähtis, millal me seda vaatasime, millist varianti me vaatasime - teraviljavalk oli võtmetähtsusega."

Rühm lõppes lisaks sellele, nagu paljud teised viroloogid on öelnud, et SARS-CoV-2 terav valk on häiritud - et kuigi selle aminohapped on paigutatud täpselt samasse põhikujundusse, on sellel disainil LaTourrette'i nimeks "mõningad vingerdamisruumid" paremale liikumiseks veidi erinevatesse seadistustesse. Ta väitis, et see probleem on see, et selle arhitektuurne kohanemisvõime annab talle tõenäoliselt ka kasuliku raputusruumi.

"Inimestel võivad olla rakkude retseptorid inimeselt inimesele veidi erinevad," väitis LaTourrette. "Nii et siis peab teil olema (piikvalgu) retseptor, mis mahutab need väikesed nihked. Kui see oleks väga tellitud ja see ei saaks nihkuda, siis võib-olla ei saaks see kõiki nakatada. Kuid selle paindlikkuse tõttu on see palju parem viirus. "

"Põhimõtteliselt on see piirkond ülimuutuv ja paindlik. Nii et see on topeltpeks. ”

Need kõrged omadused jäävad kindlasti selleks, et muuta SARS-CoV-2 suurepäraseks vastaseks, kes nõuab valvsust, et end lähituleviku eest eemale peletada, väitis LaTourrette. Kuid selle vastupidavuse mõistmine, mida paljude teiste beetakoronaviiruste transformatiivne taust võib toimida selle tuleviku mõistliku pilguna, peab aitama virolooge ja vajaduse korral ka vaktsineerijaid.

Vajadusel võib SARS-CoV-2 arenedes vaja minna vaktsiinidele, mille eesmärk on eristada teravat valku, kuid beetakoronaviiruste mutatsioonimudelitega rääkimine võib aidata teadlastel prognoosida, milliseid tervisliku valgu domeeninimesid on kõige vähem ja kõige vähem tõenäoline muuta. Ja see võib muuta ümberpaigutatava sihtmärgi tabamise palju lihtsamaks, väitis LaTourrette.

"Kui panete noolemängu viskamise ajal silmad kinni, võib see minna ükskõik kuhu," väitis ta. "Kuid teisi (beetakoronaviiruse) liike vaadates on teil aimu, kuhu see tõenäoliselt maandub. Ja tõenäoliselt tabate seda härjasilma. "

Ehkki LaTourrette on tegelikult tagasi pöördunud taimeriiki, väitis ta võimalust kohandada oma tööd sellise tõukefunktsiooniga, mis kinnitas meeldivust iga kord, kui rahulolu jäi napiks.

"Meie jaoks oli taimedelt koroonaviirusteni jõudmine (üleminek) tõeliselt positiivne viis näidata, et saate kasutada oma teadust ja teadmisi ning neid ühiskonna huvides rakendada," väitis LaTourrette. "Oleme viimase pooleteise aasta jooksul näinud nihkeid näiteid."

"Kuigi see on väga keeruline aeg ja seal on palju raskusi, on minu arvates tõesti positiivne näha teadlaste kokkutulekut ja ühist eesmärgi saavutamist."

LaTourrette ja ka Nebraska viroloogiakeskuse taimepatoloogia dotsent Garcia-Ruiz viisid läbi uurimistöö praeguse magistrandi Natalie Holste, doktorandi Rosalba Rodriguez-Peñani ja ka Brasiiliast pärit teadlase Raquel Arruda Leme'iga.