Ne zaman büyük bir hastalık salgını olsa, bilim insanlarının ve halkın sorduğu ilk sorulardan biri şudur: "Bu nereden geldi?"

COVID-19 gibi gelecekteki pandemileri tahmin etmek ve önlemek için araştırmacıların bunlara neden olan virüslerin kaynağını bulmaları gerekiyor. Bu önemsiz bir görev değil. HIV'in kökeni dünyaya yayılmasından 20 yıl sonrasına kadar net değildi. Bilim adamları Ebola'nın kökenini hala bilmiyorlar. 1970'lerden beri periyodik salgınlara neden oldu.

Bir olarak viral ekoloji uzmanı, Bana sık sık bilim adamlarının bir virüsün kökenini nasıl takip ettikleri sorulur. Çalışmamda, yabani bitkileri enfekte eden birçok yeni virüs ve bazı iyi bilinen patojenler buldum. herhangi bir hastalığa neden olmadan. Bitki, hayvan veya insan, yöntemler büyük ölçüde aynıdır. Bir virüsün kökeninin izini sürmek, kapsamlı saha çalışması, kapsamlı laboratuvar testleri ve biraz da şansın bir kombinasyonunu içerir.

Virüsler vahşi hayvan konaklarından insanlara atlıyor

İnsanları enfekte eden birçok virüs ve diğer hastalık ajanları hayvanlardan kaynaklanır. Bu hastalıklar zoonotik, yani insanlara sıçrayan ve insan popülasyonu boyunca yayılmaya adapte olan hayvan virüslerinden kaynaklanırlar.

Bilinen ilk insan enfeksiyonunun bulunduğu yerde hasta hayvanları test ederek viral köken araştırmasına başlamak cazip gelebilir, ancak vahşi konaklar genellikle herhangi bir semptom göstermez. Virüsler ve konakçıları zamanla birbirlerine uyum sağlarlar, bu nedenle virüsler genellikle hastalık belirtileri ortaya çıkana kadar belirgin hastalık semptomlarına neden olmazlar. yeni bir ev sahibi türe atladı. Araştırmacılar sadece hasta hayvanları arayamaz.

Bir diğer sorun da insanların ve onların yem hayvanlarının sabit olmamasıdır. Araştırmacıların ilk enfekte kişiyi bulduğu yer, mutlaka virüsün ilk ortaya çıktığı yere yakın değildir. Viral orijin takibindeki bir zorluk, toplanması ve test edilmesi gereken çok çeşitli insan ve hayvan örnekleridir. Getty Images aracılığıyla LLuis Alvarez/DigitalVision

COVID-19 durumunda, yarasalar bakılacak ilk yerdi. Birçok koronavirüsün bilinen ev sahibidirler ve SARS ve SARS gibi diğer zoonotik hastalıkların olası kaynaklarıdırlar. MERS.

COVID-2'a neden olan virüs olan SARS-CoV-19 için, şimdiye kadarki en yakın akraba bilim adamları, BatCoV RaTG13. Bu virüs, Wuhan Viroloji Enstitüsü'nden virologlar tarafından 2011 ve 2012'de keşfedilen yarasa koronavirüsleri koleksiyonunun bir parçasıdır. Virologlar, saldırıdan sonra yarasalarda SARS ile ilgili koronavirüsleri arıyorlardı. 1 yılında SARS-CoV-2003 salgını. Yunnan Eyaletindeki bir bölgede yarasalardan dışkı örnekleri ve boğaz sürüntüleri topladılar, enstitünün Wuhan'daki laboratuvarından yaklaşık 932 mil (1,500 kilometre) uzakta ve daha fazla çalışma için örnekleri geri getirdiler.

Yarasa koronavirüslerinin insanlara yayılıp yayılmayacağını test etmek için araştırmacılar maymun böbrek hücrelerini enfekte etti ve insan tümör kaynaklı hücreler Yunnan örnekleri ile. Bu koleksiyondaki bazı virüslerin insan hücrelerinde çoğalmakBu, potansiyel olarak bir ara konak olmadan doğrudan yarasalardan insanlara bulaşabilecekleri anlamına gelir. Bununla birlikte, yarasalar ve insanlar çok sık doğrudan temas kurmazlar, bu nedenle bir ara konakçı olma olasılığı hala oldukça yüksektir.

En yakın akrabaları bulmak

Bir sonraki adım, şüpheli bir yaban hayatı virüsünün insanları enfekte edenle ne kadar yakından ilişkili olduğunu belirlemektir. Bilim adamları bunu, temel yapı taşlarının sırasını belirlemeyi içeren virüsün genetik dizisini bularak veya nükleotidleri, bu genomu oluşturur. İki genetik dizilim ne kadar çok nükleotid paylaşırsa, o kadar yakından ilişkilidirler.

Yarasa koronavirüsü RaTG13'ün genetik dizilimi bittiğini gösterdi % 96 aynı SARS-CoV-2'ye. Bu benzerlik seviyesi, RaTG13'ün SARS-CoV-2'ye oldukça yakın olduğu anlamına gelir ve SARS-CoV-2'nin muhtemelen yarasalardan kaynaklandığını, ancak doğrudan bir ata olamayacak kadar uzak olduğunu doğrular. Muhtemelen virüsü yarasalardan yakalayan ve insanlara bulaştıran başka bir konakçı daha vardı. Yarasalar ve insanlar arasındaki ara konakçıyı bulmak için araştırmacıların büyük bir ağ oluşturması ve birçok farklı hayvanı örneklemesi gerekiyor. AP Fotoğraf/Silvia Izquierdo

En erken COVID-19 vakalarından bazıları Wuhan'daki vahşi yaşam pazarıyla ilişkili kişilerde bulunduğundan, bu pazardan gelen vahşi bir hayvanın yarasalar ve insanlar arasında ara konak olduğu yönünde spekülasyonlar vardı. Ancak araştırmacılar koronavirüsü asla bulamadım pazardan hayvanlarda.

Benzer şekilde, ilgili bir koronavirüs tespit edildiğinde pangolins Çin'in güneyindeki bir kaçakçılıkla mücadele operasyonunda el konulan birçok kişi, SARS-CoV-2'nin yarasalardan pangolinlere ve insanlara sıçradığı sonucuna sıçradı. pangolin virüsü SARS-CoV-91 ile sadece %2 aynı olduğu tespit edildi, ancak bu, insan virüsünün doğrudan atası olma ihtimalini ortadan kaldırdı.

SARS-CoV-2'nin kökenini belirlemek için çok daha fazla vahşi örneğin toplanması gerekiyor. Bu zor bir iştir - yarasalardan numune almak zaman alıcıdır ve kazara enfeksiyona karşı sıkı önlemler gerektirir. SARS ile ilgili koronavirüsler bulunduğundan Asya genelinde yarasalarTayland ve Japonya dahil, çok küçük bir iğne aramak çok büyük bir samanlıktır.

SARS-CoV-2 için bir soy ağacı oluşturma

Viral köken ve hareket bulmacasını çözmek için bilim adamlarının sadece eksik parçaları bulmaları değil, aynı zamanda hepsinin nasıl bir araya geldiklerini de çözmeleri gerekiyor. Bu, insan enfeksiyonlarından viral örneklerin toplanmasını ve bu genetik dizilerin hem birbirleriyle hem de diğer hayvan kaynaklı virüslerle karşılaştırılmasını gerektirir.

Bu viral örneklerin birbirleriyle nasıl ilişkili olduğunu belirlemek için araştırmacılar, virüsün soy ağacını oluşturmak için bilgisayar araçlarını kullanır veya filogenisi. Araştırmacılar, her viral örneğin genetik dizilerini karşılaştırır ve genetik benzerlikleri ve farklılıkları sıralayarak ve sıralayarak ilişkiler kurar.

En büyük genetik benzerliği paylaşan virüsün doğrudan atası, ebeveyni olarak düşünülebilir. Aynı ana diziyi paylaşan, ancak onları birbirinden farklı kılacak yeterli değişikliğe sahip varyantlar kardeş gibidir. SARS-CoV-2 durumunda, Güney Afrika varyantı, B.1.351 ve Birleşik Krallık varyantı, B.1.1.7, kardeştir.

Bir soy ağacı oluşturmak, farklı analiz parametrelerinin farklı sonuçlar vermesi nedeniyle karmaşıktır: Aynı genetik diziler, iki çok farklı soy ağacı üretebilir. Altı kurgusal virüsün nükleotid dizileri üstte gösterilmiştir. Aşağıda, iki farklı program kullanılarak oluşturulan bu virüslerin iki soy ağacı bulunmaktadır. Soldaki ağaç yalnızca yüzde özdeşliği kullanırken, sağdaki ağaç iki dizinin benzer karakterleri paylaşıp paylaşmadığını da dikkate alır. Marilyn Roossinck, CC BY-ND

SARS-CoV-2 için filogenetik analiz özellikle zor görünüyor. Rağmen on binlerce SARS-CoV-2 dizisi artık mevcutlar, birbirlerinden yeterince farklı değiller net bir resim oluşturmak birbirleriyle nasıl ilişkili olduklarıyla ilgili.

Mevcut tartışma: Vahşi ev sahibi veya laboratuvar yayılımı?

SARS-CoV-2 bir araştırma laboratuvarından çıkmış olabilir mi? olmasına rağmen mevcut kanıt durumun böyle olmadığını ima ediyor, 18 önde gelen virolog son zamanlarda bu sorunun çözülmesi gerektiğini öne sürdü. daha fazla araştırıldı.

SARS-CoV-2'nin bir laboratuvarda tasarlandığına dair spekülasyonlar olmasına rağmen, bu ihtimal pek olası görünmüyor. Yabani RaTG13'ün genetik dizisini SARS-CoV-2 ile karşılaştırırken, farklılıklar genom boyunca rastgele yayılır. Tasarlanmış bir virüste, temsil eden açık değişiklik blokları olacaktır. tanıtılan diziler Farklı bir viral kaynaktan.

[En iyi bilim, sağlık ve teknoloji hikayelerimizi alın. The Conversation'ın bilim bültenine kaydolun.]

SARS-CoV-2 genomunda, insanları enfekte etmede önemli bir rol oynuyor gibi görünen başak proteininin bir bölümünü kodlayan benzersiz bir dizilim var. İlginç bir şekilde, MERS koronavirüsünde de benzer bir dizilim bulunur. COVID-19'a benzer bir hastalığa neden olur.

SARS-CoV-2'nin bu dizileri nasıl edindiği açık olmasa da, viral evrim bunların doğal süreçlerden kaynaklandığını öne sürüyor. virüsler değişiklikleri biriktirmek ya diğer virüsler ve konakçıları ile genetik değişim yoluyla ya da replikasyon sırasında rastgele hatalarla. Onlara bir genetik değişiklik kazandıran virüsler üreme avantajı genellikle çoğaltma yoluyla iletmeye devam eder. MERS ve SARS-CoV-2'nin genomun bu bölümünde benzer bir diziyi paylaşması, her ikisinde de doğal olarak evrimleştiğini ve insan hücrelerini enfekte etmelerine yardımcı olduğu için yayıldığını gösteriyor.

Buradan nereye gidebilirim?

SARS-CoV-2'nin kökenini bulmak, gelecekteki pandemileri anlamak ve tahmin etmek için bize ipuçları verebilir, ancak tam olarak nereden geldiğini asla bilemeyebiliriz. SARS-CoV-2'nin insanlara nasıl sıçradığına bakılmaksızın, şimdi burada ve muhtemelen burada kalacak. İleriye dönük olarak, araştırmacıların yayılmasını izlemeye devam etmeleri ve mümkün olduğunca çok insanı aşılatmaları gerekiyor.

Yazar hakkında