2015 "Kimerik Virüs" makalesi ne yaptı? Bu gerçektir
Yazar: NK
Yayıncı: Mai Mai, Yuki
Hakem: Ye Sheng
Yeni taç virüsün ortaya çıkmasından bu yana, birçok kişi yapay olarak değiştirildiğinden şüpheleniyordu. Odak noktalarından biri, 2015 yılında Nature Medicine'de yayınlanan bir makaleydi (Çinli bilim adamı Profesör Shi Zhengli, yazarlardan biriydi). SARS'a benzer bir "kimerik virüs" geliştirildi ve bu virüsün insan hücrelerini enfekte edebileceği bulundu.
"Nature Medicine" de yayınlanan 2015 tarihli makale: "SARS benzeri bir yarasa koronavirüs grubu, insan enfeksiyonu olasılığını gösteriyor" | Nature.com
Ancak yerli ve yabancı akademisyenler buna hızlı yanıt vererek gazetede yer alan "kimerik virüsün" yeni koronavirüsle ilgisi olmadığını belirtti. Sonra, Bilim adamları bu araştırmayı neden yaptı? Virüsü değiştirmenin gerçek anlamı nedir? Bunlar aynı zamanda koronavirüsün özelliğinden de başlıyor.
Koronavirüs geniş bir kanal yelpazesine sahiptir
Virüs hücreye girmeden önce, hücre zarının yüzeyindeki belirli bir kilidi (belirli bir reseptör proteini) açmak için kendi anahtarını kullanması gerekir, böylece hücre yanlışlıkla kapıya kadar besinleri olduğunu düşünür ve virüsü aktif olarak yutar. Farklı hücrelerdeki kilitler farklıdır, çoğu virüs hücreye girmek için kendi özel kapısını bulmalıdır. Bu nedenle, hücre üzerindeki "kilit" virüs enfeksiyonunun kapsamını belirler.
Hücre yüzeyindeki çeşitli kilitler (reseptörler) virüs enfeksiyonunun kapsamını belirler |
Çoğu "kilit" yalnızca belirli hücrelere asılır ve bu da ilgili virüsün enfekte olma şeklini sınırlar. Örneğin HIV, açılacak kilit esas olarak insan bağışıklık hücreleri üzerindeki farklılaşma 4 reseptör proteininin (kısaca CD4 proteini) yüzey antijen kümesidir.
CD4 içeren bağışıklık hücreleri esas olarak kanda ve lenfatik sistemde dağılır. Bu, HIV'in yalnızca kan, anneden çocuğa veya seks gibi sınırlı kanallarla yayılmasına neden olur. Ek olarak, CD4 reseptör proteini primatlara özgüdür, bu nedenle diğer hayvanlar HIV'e duyarlı değildir ve farklı türler arasında yayılması zordur.
SARS, MERS ve 2019-nCoV gibi koronavirüsler için hücrelere girmek çok daha kolaydır: bulmaları gereken kilit, anjiyotensin dönüştürücü enzim 2'dir (kısaca ACE2 proteini). ACE2 geniş çapta dağılmıştır ve maruz kalan mukozal hücreler (solunum yolu, sindirim sistemi ve hatta konjonktiva) potansiyel enfeksiyon hedefleridir SARS, MERS ve 2019-nCoV'un geçebileceğini belirleyen Temas, damlacıklar Kalabalıkta hızla yayılabilir ve patlayabilir.
Koronavirüs bir tür RNA virüsüdür | WHO
Dahası, ACE2 proteini sadece insanlarda değil, çoğu memelide de bulunur ve yapısı çok benzerdir. Örneğin insan ve farelerin ACE2 protein kimliği% 83, domuzlarınki% 82 ve yarasaların% 80 olması virüslerin farklı türler arasında yayılmasının önünü açmaktadır.
Virüsün zamanı, yeri ve yeri
Benzer bir kapı kilidiyle koronavirüsün diğer hayvan hücrelerine kapıyı açma "zamanı" vardır. Bir sonraki yapılacak şey anahtarı dönüştürmek, enfeksiyon yeteneğini ve patojeniteyi iyileştirmek ve "konum" yaratmaktır. Nasıl başarılır? cevap: Gen mutasyonu .
Öncelikle bilmemiz gereken, Virüs replikasyonu sırasında üretilen mutasyonlar tamamen rastgeledir ve mutasyonların genomun herhangi bir yerinde meydana gelmesi şaşırtıcı değildir. . Ayrıca DNA virüsleri ile karşılaştırıldığında RNA virüslerinin mutasyon frekansı daha yüksektir, hücreye girdikten sonra kendi "peri çubuğu" -RNA polimerazını (kolayca yüksek mutasyonlara yol açan bir RNA replikasyon makinesi) kullanırlar. Hücreler kopyalandıktan sonra "büyür, küçülür ve daha güzel olur". SARS, MERS ve 2019-nCoV dahil koronavirüsler bu tür RNA virüsleridir.
RNA virüsü "peri çubuğuna" dönüşüyor
Mutasyon, yönü olmayan rastgele bir olay olduğundan, yeni bir türe uyum sağlamak için anahtarın evrim geçirme olasılığı aslında yüksek değildir. Çoğu zaman bu tür girişimler başarısız olur. Virüs ilk olarak yeni konağa ulaştı, yeni ortama adapte edilmedi, enfeksiyon etkinliği yeterince yüksek değil ve konakta devriye gezen bağışıklık hücreleri tarafından her an yok edilebilir. Yeni konağın herhangi bir semptomu olmayacak ve hatta konakçı farkında olmadan hayvan virüslerine karşı bağışıklık geliştirebilir.
Şu anda, bazı "insanlar ve uyum" hala gerekli. Virüs, yeni bir konakçı ile temas kurmak ve tekrar tekrar "şans denemek" için yeterli fırsata sahip olduğu sürece, bir gün zayıf bir bağışıklık sistemine sahip bir konakçı ile karşılaşacak ve yeni konağın enfeksiyon etkinliğini artırabilecek bir şey üretmek için yeterli zamanı olacaktır. mutasyon Sonra, bu virüs "güçlü bir şekilde mucizeler yaratabilir", yeni bir türün kapısını açmak için bir anahtar öğütebilir ve salgının baş kahramanı olabilir.
Lu Xun bunu söylememiş olsa da, bu doğru
Bu nedenle, hayvan virüslerine en yakın olanlar (avcılar, kasaplar, aşçılar ve sık sık vahşi hayvanlarla temasa geçen açgözlü yiyiciler gibi) virüsün "sizi yakalamasına" yardımcı olmak için en kolay olanlardır. Bir veya iki kez, hatta on kez veya sekiz kez sorun olabilir, ancak yüzlerce temastan sonra virüsün başarılı bir başlangıç yapması engellenemez. 2003'teki SARS salgınında, hasta sıfır bir aşçıydı.
Virüsün bulaşma yolu nasıl değerlendirilir?
Virüs aktarımının giriş ve çıkışlarının analizi, viral genom dizilerindeki farklılıklara dayanır.
Farklı hayvanlardaki koronavirüslerin evrimde ortak bir atası vardır. Uzayan virüs-konak savaşında, virüs kendiliğinden ve rastgele mutasyonlar üretir, Her nesil virüs, bir önceki neslin mevcut mutasyonlarını miras alır ve bu temelde yeni mutasyonlar üretmeye devam eder. . Bu nedenle, iki virüsün genom dizilerinin benzerliği ne kadar yüksek olursa, aralarındaki genetik ilişki o kadar yakın olur. Gen mutasyonlarının spontane, rastgele ve sıklıkta sabit olduğu varsayımına göre, A, B ve C hayvanlarında koronavirüsler gözlemlersek, birbirinden farklı 10 bağımsız gen lokusu vardır, o zaman yapabiliriz Bağımsız olarak geliştiklerini düşünün. Ve hayvan C ve hayvan D üzerindeki koronavirüs arasında sadece 3 bölge varsa. Hayvan D ve hayvan E arasındaki fark sadece 1 bölgedir. O zaman virüsün C'den D'ye ve oradan da E'ye kısa sürede yayıldığını düşünebiliriz.
Örnek olarak SARS virüsünü ele alalım.Bununla en yakın ilişkisi misk kedisinden gelen koronavirüs, ardından Çin krizantem yarasasından gelen koronavirüs. Bu nedenle araştırmacılar, "Çin krizantem yarasa-misk-insan" ın bulaşma yolunu belirlediler ve MERS ile ilişkileri çok daha uzak.
Koronavirüsün Evrimsel İlişkisi | Referanslar
Ancak böyle bir analiz, salgının patlak vermesinden sonra nedeninin izlenmesiyle elde edildi. Düşmanı ve sırdaşı tanımak sorunu yaşanmadan önleyebilir.Koronavirüsün patlak verip vermeyeceğini önceden nasıl bilebiliriz? SARS ve MERS tarafından geliştirilen birikmiş müdahale stratejilerini, tedavi planlarını, aşıları ve ilaçları gelecekte potansiyel yeni salgınlarla başa çıkmak için kullanabilir miyiz? Bu sorular ancak sıkı koruma altındaki biyolojik testlerle cevaplanabilir. 2015 yılında yayınlanan makale bu deneylerden biridir.
Yarasa Uyarısı ve "Chimera Virus" Araştırması
Yarasalar, koronavirüsü hastalanmadan uzun süre taşıyabilir, bu da virüsün çeşitli mutasyonları biriktirmesi için mükemmel bir üreme alanı sağlar. Tek bir gen lokusundaki mutasyonlara ek olarak, farklı koronavirüsler de kendiliğinden ve rastgele yeniden birleşebilir, yani iki veya daha fazla koronavirüsün her biri bir gen parçası alır ve yeni bir koronavirüs oluşturmak üzere bir araya toplanır (yalnızca benzer virüsler yeniden birleşebilir. HIV ve koronavirüsü bir araya getirmek gibi farklı virüs türleri yeni virüsler doğurmayacaktır).
2003'teki SARS ve 2014'teki MERS salgınları alarma geçti: yarasalardaki koronavirüsün yeniden yeni bir koronavirüs salgınına neden olma olasılığı çok yüksek. Çözmemiz gerek Yarasadan türetilen virüsler insanları nasıl enfekte eder? Yeni virüsler mevcut stratejilerle önlenebilir mi? Bu konuda araştırmacılar, SARS virüsünü ve vahşi yarasalardan SARS ile en yakın akraba olan koronavirüs SHC014'ü test etmek için kullandılar.
Yarasalardaki koronavirüsün tekrar yeni bir koronavirüs salgınına neden olma olasılığı çok yüksek | ECOHEALTH ALLIANCE
SARS, insan trakeal epitel hücreleri ve fareler için yüksek bir enfeksiyon etkinliğine sahiptir ve ayrıca fareler için çok patojendir.
Çalışmalar, yarasalardan türetilen SHC014'ün insan hücrelerini ve fareleri de enfekte edebileceğini bulmuştur. Ancak SARS ile karşılaştırıldığında enfeksiyon oranı çok daha düşüktür ve herhangi bir belirti göstermeyecektir.
Daha sonra, araştırmacılar SARS anahtar bileşenini (glikoproteini sivri uçlu) SHC014 ile değiştirdiler ve SARS benzeri bir "kimera virüsü" oluşturdular ve insan hücrelerini ve fareleri enfekte etme kabiliyetinin temelde gerçek SARS ile aynı olduğunu buldular.
Ancak aynı enfeksiyon yeteneği, aynı patojenite anlamına gelmez. Daha ileri deneyler, SARS ile enfekte olmuş 10 haftalık farelerin (insan gençliğine eşdeğer) şiddetli semptomlara ve hızlı kilo kaybına sahip olduğunu ve hepsinin 4 gün içinde öldüğünü; kimera virüsü ile enfekte iken, farelerin sadece 10 % ve ölmeyecek. 12 aylık fareler (insan yaşlılığına eşdeğer) üzerinde yapılan deneyler de şunu buldu: SARS ile karşılaştırıldığında, kimera virüsü daha az patojeniktir .
Bu, kimerik virüsün yeni konağa tam olarak adapte olamadığını gösterir çünkü yarasalardan glikoprotein başakı taşır.
Yarasaların koronavirüsleri yeni bir koronavirüs oluşturmak için yeniden birleşirse, bununla başa çıkmak için mevcut yöntemleri kullanabilir miyiz?
Yeni koronavirüs ile başa çıkmak için mevcut yöntemleri kullanabilir miyiz | Tuworm Creative
Viral enfeksiyonları önlemenin en etkili yollarından biri aşılardır. Bununla birlikte, aşı araştırma ve geliştirme hızı altı ay ile birkaç yıl arasındadır ve RNA virüslerinin kararsızlığı, aşı araştırma ve geliştirmesinin çoğu zaman "yetişmemesine" neden olur (bu nedenle, aşıların geliştirilmesi yoluyla çiçek hastalığını tamamen ortadan kaldırabildik, ancak henüz HIV ve gribi ortadan kaldıramadık. ). Araştırmacılar ayrıca, daha önce SARS spike glikoproteini'ne göre tasarlanmış bir aşının farelere enjekte edilmesinin, onları kimerik virüs enfeksiyonundan koruyamayacağını testlerle buldular.
Sonra, araştırmacılar düşüncelerini değiştirdiler: Kimera virüsü çok zayıf olduğu için, daha patojenik olan SARS enfeksiyonunu önlemek için hayvanları aşılamak için zayıflatılmış canlı bir aşı olarak kullanılabilir mi?
Bir denemeden sonra gerçekten sorun yok! Kimera virüsü ile aşılanan genç farelerin tümü, öldürücü dozda SARS virüsü ile enfekte olsalar bile hayatta kaldılar.Yaşlı grubun deneyinde, kimera virüsü ile aşılanan az sayıda yaşlı fare öldü, ancak hayatta kaldı. Yaşlı fareler ayrıca SARS enfeksiyonuna direnme yeteneğine de sahiptir.
Bu araştırmaya göre şunları öğrenebiliriz:
1. Ara konaklar yoluyla insanlara bulaşmanın yanı sıra, yarasa koronavirüsleri de doğrudan insanlara bulaşabilir. Sadece yarasa virüsünün sivri glikoproteini insan hücrelerine tam olarak adapte olamaz, bu nedenle virüsün orijinal enfekte kişide herhangi bir semptomu olmayabilir.
2. Virüs her zaman yüksek bir frekansta mutasyona uğruyor Yeterli zaman ve alan verildiği sürece, yanlışlıkla "tam doğru" mutasyonu üretirse, bir salgın patlak verebilir.
3. Şu anda sahip olduğumuz aşılar ve antikorlar, ortaya çıkan koronavirüsü etkili bir şekilde önleyemeyebilir veya tedavi edemeyebilir.
bu nedenle Vahşi hayvanlarla teması azaltmak, şu anda yeni virüs salgınını azaltmanın en doğrudan ve etkili yoludur. .
Yeni taç pnömonisi salgını yaygın olduğu gibi, vahşi hayvanları yasadışı olarak satan satıcılar da var | CCTV News Weibo
Bu araştırmayla ilgili diğer sorular
01
2019-nCoV, değiştirilmiş bir virüs sızıntısı mı?
imkansız.
Bu görüş, son zamanlarda toz içinde öfkeleniyor, ama gerçekten saçma. Biyolojik bir bakış açısına göre, virüsleri değiştirmenin temeli, bilinen virüslerin tam genom dizisidir. Mevcut biyoteknoloji, havadan yepyeni bir virüs yaratacak kadar akıllı değil ve yalnızca bilinen viral bileşenleri birleştirebilir. . Bu şekilde inşa edilen kimerik virüsün bir kısmı, ana virüse oldukça benzer olacaktır.
2019-nCoV ve SARS arasındaki genom anlaşması yalnızca% 79,5. 2019-nCoV, 29.000'den fazla nükleotide sahip.SARS virüsünden başlayarak, yeni bir virüs oluşturmak için farklı konumlarda dağıtılmış 5.900'den fazla nükleotidi değiştirmemiz gerekiyor - böyle bir dönüşüm mevcut biyoteknoloji ile gerçekleştirilemez. .
Şu anda biyoteknoloji, havadan yeni virüsler oluşturamaz
Yarasaların dışkısında bulunan koronavirüs RaTG13,% 96 genom kimliği ile 2019-nCoV'ye daha benzer. Ancak öyle olsa bile, farklı olan 1100'den fazla bağımsız nükleotid vardır ve biyoteknolojinin dönüşümü sağlamak da zordur. Koronavirüs RNA'nın doğal mutasyon oranına ilişkin tahminlere göre, RaTG13'ten 2019-nCoV'ye mutasyona uğraması onlarca yıl alabilir. Yarasalar ve insanlar arasında, muhtemelen bir ara konakçı vardır (son araştırmalar, ara konağın pangolin olabileceğini göstermektedir).
02
Bilim adamları virüsü neden değiştiriyor?
"Virüsü değiştirin" kulağa tehlikeli geliyor, ama aslında, Virüsleri değiştirmek ve hücreleri enfekte etmek için değiştirilmiş virüsleri kullanmak, modern biyolojik araştırmalarda rutin, gerekli ve önemli görevlerdir. .
Ve tüm virüs araştırmaları, en yüksek güvenlik seviyesine sahip P4 biyogüvenlik laboratuvarında gerçekleştirilmemelidir.
Örneğin, özellikle bakterileri öldüren bir bakteriyofaj virüsünü çalıştırmak istiyorsanız, sadece bir P2 biyogüvenlik laboratuvarına ihtiyacınız vardır, çünkü bir bakteriyofajın insanları veya hayvanları enfekte etmesi imkansızdır. Gözlerinde sadece bakteri vardır. Modifiye edilmiş faj virüsü, gelecekte süper dirençli bakterilerin neden olduğu bulaşıcı hastalıklarla başa çıkmamıza yardımcı olabilir.
Bakteriyofajları değiştirmek, insanların yüksek dereceli bakteriyel enfeksiyonlara direnmesine yardımcı olabilir.
Adeno ile ilişkili virüs aynı zamanda sadece P2 biyogüvenlik laboratuvarında çalıştırılması gereken bir virüs türüdür. Adeno ile ilişkili virüs, hücre biyolojisi araştırmalarında en sık kullanılan araçlardan biridir ve genellikle gerekli gen işlevlerini hedef hücrelere sokmak için bir gen taşıyıcısı olarak kullanılır. Adeno ilişkili virüs de gen terapisinin vektörlerinden biri olarak kullanılmış, gen düzenleme araçlarını taşımasına ve daha sonra hastalara enjekte edilmesine izin vermiş ve tek gen mutasyonlarının neden olduğu çeşitli genetik hastalıkları düzeltmek için kullanılmıştır.
Gen terapisi sayesinde, Duchenne kas distrofisi (çocuğun yetişkinlikten önce ağrıyla öleceği genetik bir hastalık) olan çocuklar normal bir yaşam sürerler | Qiu Zilong
HIV virüsünün sadece P2 seviyesinde bir biyogüvenlik laboratuvarı gerektirdiğini tahmin edemezsiniz, çünkü HIV virüsünün bulaşma yolları sınırlıdır. Ek olarak, HIV virüsü, çoğalma yeteneğini yitirmiş ve hücre biyolojisi araştırmalarında yaygın olarak kullanılan bir lentiviral vektöre de dönüştürülmüştür.
daha önemlisi, Bir aşının geliştirilmesi ayrıca laboratuvarda yeni bir virüsün yetiştirilmesini ve güvenli bir aşı olarak kullanılmadan önce patojenliğini ve replikasyon kabiliyetini etkisiz hale getirmek için değiştirilmesini gerektirir. . Bu virüsleri inceleyip değiştirmezsek, nasıl panzehir yapabiliriz?
Gelecekte bir gün koronavirüs geri dönüş yapabilir, ancak SARS, MERS ve 2019-nCoV deneyimi bize değerli deneyimler ve dersler bıraktı ve ayrıca insanlar ve virüs arasındaki bir sonraki oyun için pazarlık çipini artırdı.
Dizgi oluşturma: Yoğunlaştırma
Başlık resminin kaynağı: ECOHEALTH ALLIANCE
Referanslar:
Menachery V D, Yount B L, Debbink K, ve diğerleri SARS benzeri dolaşımdaki yarasa koronavirüsleri kümesi, insan ortaya çıkma potansiyeli gösterir. Nature Medicine, 2015, 21 (12): 1508-1513.
https://www.sciencemag.org/news/2020/01/mining-coronavirus-genomes-clues-outbreak-s-origins
