SARS-CoV-2 mengikuti jejak mutasi yang dapat diprediksi

SARS-CoV-2 mengikuti jejak mutasi yang dapat diprediksi

Studi penelitian baru dari University of Nebraska–Lincoln sebenarnya mengungkapkan bahwa anomali yang terjadi pada infeksi SARS-CoV-19 penyebab COVID-2 tampaknya terjadi di rumah tangga– atau setidaknya kategori virus corona yang paling berbahaya bagi manusia. makhluk.

Setelah membandingkan perkembangan awal SARS-CoV-2 dengan orang terdekatnya, betacoronavirus, kelompok Nebraska menemukan bahwa anomali SARS-CoV-2 pada dasarnya terjadi di area yang sama, baik secara genetik maupun struktural.

Kemiripan mutasi antara SARS-CoV-2 dan pendahulunya, termasuk SARS-CoV-1 yang menginfeksi manusia dan MERS-CoV, dapat membantu memberi tahu perkiraan tentang bagaimana infeksi penyebab COVID akan terus berkembang, klaim para ilmuwan.

“Masalah hanya melihat satu virus pada satu waktu adalah Anda kehilangan hutan untuk pohon,” klaim Katherine LaTourrette, seorang mahasiswa doktoral di program Biosistem Kompleks di Nebraska “Dengan melihat gambaran besar ini, kami dapat memprediksi sifat mutasi dari SARS-CoV-2.”

“Itu masuk ke pertanyaan: Apakah vaksin akan efektif dalam jangka panjang? Varian mana yang akan menyelinap? Apakah kita membutuhkan suntikan booster itu? Apakah orang yang divaksinasi akan terinfeksi untuk kedua kalinya?”

'Anda kemungkinan besar akan menyerang sasaran itu'

Kode herediter infeksi menetapkan kemampuannya untuk mencemari sel dan juga membimbing mereka untuk membuat lebih banyak duplikat dari dirinya sendiri. Kode itu mencakup zat dasar, atau nukleotida, dengan anomali yang terjadi di mana pun nukleotida tersebut dimasukkan, dikurangkan, atau ditukar satu sama lain. Banyak anomali memiliki hasil yang sedikit atau tidak sama sekali, sama halnya dengan mencoba meretas kata sandi terperinci dengan mengubah satu kepribadian saja kemungkinan akan berhenti bekerja.

Tetapi jika diberi kesempatan yang cukup, infeksi pada akhirnya akan menemukan kelainan atau kelainan yang mengubah susunan sendi arsitekturnya, atau asam amino, yang cukup untuk membantunya menyerang sel lebih baik dan juga berkembang biak– manfaat yang membantunya mengatasi berbagai tekanan lainnya. Dalam beberapa situasi, stres baru juga dapat mencegah tindakan kekebalan yang dicampur dengan suntikan yang ada, membutuhkan pertumbuhan suntikan baru untuk melindungi terhadapnya.

LaTourrette dan juga penasihatnya, Hernan Garcia-Ruiz, sangat sibuk dengan pola mutasi yang kontras selama infeksi yang menyerang berbagai kingdom–tanaman– ketika pandemi SARS-CoV-2 menyerang. Untuk melakukannya, para ilmuwan mengevaluasi bagian DNA yang diurutkan dari area identik pada genom semua infeksi dalam suatu kategori. Mereka secara khusus mencari anomali titik tunggal: bagian di mana hanya satu nukleotida yang benar-benar berubah. Dengan mengidentifikasi mereka, kelompok itu mencari tahu apakah anomali tertentu muncul selama infeksi tanaman terkait, setelah itu memetakan anomali tersebut ke penyesuaian asam amino yang berguna dalam infeksi.

“Sering kali, para peneliti memiliki virus tanaman tertentu yang mereka pelajari,” klaim LaTourrette. “Mereka tahu itu dengan sangat baik. Tapi pertanyaan kami adalah: Gambaran besar, apa yang dilakukan genus? Kita tahu bahwa variasi tidak acak. Ini terakumulasi di area spesifik genom, dan area tersebut (terkadang) konsisten di seluruh genus. Itu cenderung menjadi area yang penting untuk hal-hal seperti adaptasi tuan rumah—pada dasarnya, area yang perlu terus berubah untuk terus berevolusi bersama dengan tuan rumah mereka.”

“Jadi ketika COVID-19 terjadi, kami pikir, kami dapat mengunduh urutan (betacoronavirus) dan menjalankannya melalui jalur pipa dan melihat di mana variasi itu terjadi.”

Ketika mereka melakukannya, LaTourrette dan rekan-rekannya menemukan bahwa protein sehat lonjakan yang diduga, yang menonjol dari betacoronavirus dan juga merahasiakan masuknya mereka ke dalam sel inang dengan mengikat reseptor secara eksternal, berubah dengan cepat di semua betacoronavirus yang dikenal, termasuk SARS-CoV- 2.

Meskipun audit hanya untuk 17% dari genom SARS-CoV-2, protein sehat lonjakan 'hiper-variabel' telah sampai sekarang mengumpulkan sekitar 50% dari anomali lengkap infeksi, para ilmuwan menemukan. Anomali-anomali tersebut muncul di area genom yang sama, dan juga sub-unit protein sehat lonjakan yang sama, seperti yang mereka alami di setiap betacoronavirus lainnya hingga hari ini.

“Semua analisis kami menunjukkan bahwa di situlah variasi terjadi,” klaim LaTourrette. “Tidak masalah ketika kami melihatnya, varian apa yang kami lihat — protein lonjakan adalah kuncinya.”

Kelompok ini juga mengakhiri, seperti yang dimiliki ahli virologi lainnya, bahwa protein sehat lonjakan SARS-CoV-2 tidak teratur – bahwa sementara asam aminonya diatur ke dalam desain dasar yang sama, desain itu memiliki apa yang disebut LaTourrette “beberapa ruang gerak” untuk pindah ke sedikit berbagai setup. Itu masalah, dia mengklaim, menganggap bahwa kemampuan adaptasi arsitekturnya kemungkinan besar memberikannya ruang goyang yang berguna juga.

“Manusia mungkin memiliki reseptor sel yang sedikit berbeda, orang ke orang,” klaim LaTourrette. “Jadi, Anda harus memiliki reseptor (protein lonjakan) yang dapat mengakomodasi perubahan kecil itu. Jika sangat teratur, dan tidak dapat bergeser, maka mungkin tidak dapat menginfeksi semua orang. Tetapi dengan memiliki fleksibilitas itu, ini adalah virus yang jauh lebih baik.”

“Pada dasarnya, area ini hiper-variabel, dan fleksibel. Jadi itu adalah pukulan ganda. ”

Kualitas-kualitas tinggi itu pasti akan tetap menjadikan SARS-CoV-2 musuh yang luar biasa yang membutuhkan kewaspadaan untuk menangkal masa depan langsung, klaim LaTourrette. Tetapi memahami staminanya, yang latar belakang transformatif dari berbagai betacoronavirus lainnya dapat berfungsi sebagai pandangan sekilas yang masuk akal tentang masa depan itu, perlu membantu ahli virologi dan ahli vaksin merencanakan seperlunya.

Vaksin mungkin perlu terus menargetkan lonjakan protein sehat yang berbeda saat SARS-CoV-2 berkembang, namun berbicara dengan pola mutasi betacoronavirus dapat membantu para ilmuwan memproyeksikan nama domain protein sehat mana yang paling dan paling kecil kemungkinannya untuk diubah. Dan itu mungkin membuat target relokasi jauh lebih mudah untuk diserang, klaim LaTourrette.

"Jika Anda menutup mata saat melempar anak panah ke papan dart, itu bisa pergi ke mana saja," klaimnya. “Tetapi dengan melihat spesies (betacoronavirus) lainnya, Anda memiliki gagasan di mana kemungkinan ia akan mendarat. Dan kemungkinan besar Anda akan mengenai sasaran itu.”

Meskipun LaTourrette telah kembali ke kerajaan tanaman, dia mengklaim kemungkinan untuk menyesuaikan pekerjaannya dengan fungsi pendorong seperti itu dikonfirmasi menyenangkan setiap kali kepuasan tetap dalam persediaan singkat.

“Bagi kami, (transisi) dari tumbuhan ke virus corona adalah cara yang sangat positif untuk menunjukkan bahwa Anda dapat mengambil ilmu dan pengetahuan Anda, dan Anda dapat menerapkannya untuk kepentingan masyarakat,” klaim LaTourrette. “Kami telah melihat beberapa contoh yang sangat bagus dalam satu setengah tahun terakhir dari kelompok yang melakukan perubahan itu.”

“Meskipun ini adalah waktu yang sangat sulit, dan ada banyak kesulitan, saya pikir sangat positif melihat para ilmuwan berkumpul dan dapat berkontribusi untuk tujuan bersama.”

LaTourrette dan juga Garcia-Ruiz, seorang guru asosiasi patologi tanaman di Nebraska Center for Virology, melakukan penelitian dengan lulusan master saat ini Natalie Holste, murid doktoral Rosalba Rodriguez-Peñan dan juga Raquel Arruda Leme, seorang ilmuwan dari Brasil.

Detonic