Son araştırma, yeni koronavirüsü "insan yapımı" bir ürün olarak çürütüyor, yılanlar ara konakçı değil
Bilim adamları SARS-CoV-2 koronavirüs hakkında daha fazla bilgi edinmek için çabaladıklarında, virüsün genomu üzerine yapılan son iki çalışma tartışmalı sonuçlara ulaştı: yılanlar bu yeni virüsün ara konaklarıdır ve Anahtar koronavirüs proteini, HIV-1 proteini ile "inanılmaz benzerliklere" sahiptir.
Şimdi, ACS "Journal of Proteomics Research" de yayınlanan yeni bir çalışma, bu iki görüşü çürütmekte ve pullu, karıncayiyen benzeri pangolinlerin yarasalar ve insanlar arasında SARS-CoV-2 yaydığına işaret etmektedir. Eksik halka.
Yeni koroner pnömoninin küresel yayılmasına neden olan SARS-CoV-2 virüsünün kaynağını ve bulaşma şeklini anlamak, kontrolü ve tedavisi için çok önemlidir. Uzmanların çoğu, yarasaların SARS-CoV-2'nin doğal konağı olduğuna inanır, ancak virüsün yaralardan insanlara bulaşması için bir ara konağa ihtiyaç vardır.
Daha önce, SARS-CoV-2 virüsünün genomunu analiz eden bir çalışma ve sonuçlar, şu anda bilinen koronavirüsler yalnızca memelileri ve kuşları enfekte etse de, yılanların bu virüsün konağı olduğunu gösterdi. Aynı zamanda, ilgisiz bir çalışma, yeni koronavirüs ve HIV-1'in başak protein dizilerini karşılaştırdı ve beklenmedik benzerlikler buldu. Yazar, bilim tarafından eleştirildikten sonra bu ön baskıyı geri çekmesine rağmen, bu nedenle bazı söylentiler ve komplo teorileri tetiklendi ve bu yeni tip koronavirüsün laboratuvarda tasarlanabileceğini öne sürdü.
Şimdi, Yang Zhang ve meslektaşları, bu sorunları çözmek için SARS-CoV-2 DNA ve protein dizilerinin daha ayrıntılı ve eksiksiz bir analizini yapmayı umuyorlar.
Önceki çalışmalarla karşılaştırıldığında, araştırmacılar SARS-CoV-2 genomunu analiz etmek için daha büyük veri setleri ve güncellenmiş, daha doğru biyoinformatik yöntemler ve veritabanları kullandılar. SARS-CoV-2 ve HIV-1'in yalnızca 4 spike protein bölgesini paylaştığı iddiasının aksine, bu 4 sekans fragmanının yarasa koronavirüsleri de dahil olmak üzere diğer virüslerde bulunabileceğini buldular.
Yılanın bir ara konakçı olduğunu keşfettikten sonra, analiz yanlıştı, araştırma ekibi, SARS-CoV-2'ye benzer genler arayan pangolin dokusundan DNA ve protein dizilerini izole etti.
Araştırmacılar, hastalıklı hayvanların akciğerlerinde insan viral proteinleriyle özdeş protein dizilerinin% 91'ini buldular. Ek olarak, pangolin koronavirüsün başak proteininin reseptör bağlanma alanı, SARS-CoV-2'den yalnızca 5 amino asit farklılığına sahipken, insan ve yarasa virüsü proteinleri arasındaki fark 19'dur.
Bu nedenle araştırmacılar, bu kanıtın pangolinin yeni koronavirüsün en olası ara konağı olduğunu gösterdiğine inanıyor, ancak aynı zamanda diğer ara konaklar da olabilir.
Bu makale 22 Mart'ta "Journal of Proteomics Research" dergisinde "2019-nCoV genomunun protein yapısının ve dizisinin yeniden analizi" başlığıyla yayınlandı. Yılanın ara konakçı rolünü ve HIV-1 başak proteinine eklenmesini reddediyor. Benzersiz benzerlik ". Araştırma ekibi Michigan Üniversitesi Biyokimya, Hesaplamalı Tıp ve Biyoinformatik Bölümü'nden geliyor ve Yang Zhang, ilgili yazardır.
Araştırmacılar, şu anda genel olarak krizantem başlı yarasaların 2019-nCoV'nin doğal konakçısı olabileceğine inanılıyor olsa da, hangi hayvanın yarasa koronavirüsünü insan konakçıya getirmek için ara konakçı görevi gördüğünün hala belirsiz olduğunu söyledi. Birçok çalışma Malayan pangolinin başka bir konakçı olduğunu göstermesine rağmen, bazı çalışmalar pangolinin bir ara konakçıdan ziyade doğal bir konakçı olabileceğini düşündürmektedir.
Araştırmacılar, 2019-nCoV'nin yayılması için hayvan konukçularını daha fazla incelemek için, oldukça ilişkili bir koronavirüsün taslak genomunu oluşturmak için Malaya pangolinlerinin metagenomik örneklerini kullandılar. Toplanan genom dizisinin, özellikle başak protein üzerindeki hizalama sonuçları, 2019-nCoV'nin evriminde ve yarasalardan insanlara yayılmasında pangolinin önemini göstermektedir.
Araştırma sonucu:
1. 2019-nCoV spike proteini, HIV-1'e özgü ekleri içermez
"2019-nCoV spike proteinindeki benzersiz eklerin HIV-1 gp120 ve Gag ile alışılmadık benzerliği" başlıklı önceki bir makalede, Pradhan ve Indian Institute of Technology'den diğerleri, 2019-nCoV'nin yükseldiğine dair bir keşif önerdi Proteine özgü dört yeni ekleme (Şekil 1). Ayrıca, bu dört ekin 2019-nCoV reseptör bağlanma bölgesinin bir parçası olduğu ve bu eklerin HIV-1 proteini ile "inanılmaz benzerliklere" sahip olduğu, ancak diğer koronavirüslerle "benzerlikleri" olmadığı sonucuna vardılar. .
Bu iddialar toplumda önemli bir paniğe ve tartışmaya neden oldu ve komplo teorileri kağıt çekildikten sonra bile hala uçuyor. Pradhan ve diğerlerinin sonuçlarının bilimsel olarak doğru olup olmadığını incelemek için araştırmacılar, burada tartışılan dört başak protein eklemesinin yapısal konumunu ve sekans homolojisini yeniden analiz ettiler.
Araştırmacılar, bu dört ekin virüs homolojisini incelerken, fazlalık olmayan sekans veri tabanında (NR) BLAST sekans araması gerçekleştirerek arama sonuçlarını virüslerle sınırlandırdı (taksid: 10239), ancak diğer arama parametrelerini korudu. Varsayılan değerdir. Tablo 1, her ekleme için en iyi 5 dizi homologunu (sorgunun kendisi dahil) listeler.
Önceki açıklama, bu dört ekin 2019-nCoV ve HIV-1'e özgü olduğuna, ancak dört ekin de diğer virüslerde bulunabileceğine inanıyordu. Aslında, HIV-1 proteininin dört ekinden yalnızca biri en yaygın olanıdır ve dört ekin üçü yarasa koronavirüsü RaTG13'te bulunur.
Ek olarak, kısmen bu eklentilerin kısa uzunluğu olan 6 ila 8 amino asitten dolayı, BLAST'ın E değeri (BLAST tarafından istatistiksel olarak önemli permütasyonları değerlendirmek için kullanılan parametre, yarasa koronavirüsü IS2 hariç, genellikle 4 gerektirir. Bu yüksek E değerleri gösterir. Bu benzerliklerin çoğu tesadüf olabilir.
Dört eklentiden üçünün yarasa koronavirüsü RaTG13'te bulunduğunu düşünürsek, bu "eklerin" doğrudan yarasa koronavirüsünden miras alınabileceğini varsaymak kolaydır. Şu anda en az 7 bilinen insan koronavirüsü (2019-nCoV, SARS-CoV, MERS-CoV, HCoV-229E, HCoV-OC43, HCoV-NL63 ve HCoV-HKU1) bulunmaktadır ve bunların çoğu SARS-CoV ve MERS-CoV'nin yarasalardan bulaştığına inanılıyor.
Araştırmacılar, 2019-nCoV ve yarasa koronavirüsleri arasındaki evrimsel ilişkiyi diğer insan koronavirüsleriyle karşılaştırıldığında daha ayrıntılı incelemek için, yedi insan türünün tümü için Şekil 3'te sunulan çoklu dizi hizalaması (MSA) oluşturmak için MUSCLE kullandı. Koronavirüs ve iki yarasa koronavirüsü, RaTG13 ve RsSHC014, sırasıyla 2019-nCoV ve SARS-CoV'nin ataları olarak kabul ediliyor.
2019-nCoV'nin dört "eki" (IS) arasında, IS1 yarasa koronavirüsten farklı yalnızca bir kalıntıya sahiptir ve yedi kalıntıdan üçü MERS-CoV ile aynıdır. Hem IS2 hem de IS3, yarasa koronavirüsü ile aynıdır.
IS4 için, BLAST'ın kısmi dizi hizalaması Tablo 1'de yarasa koronavirüsüne çarpmasa da, MSA'daki yarasa koronavirüsü ile yakın bir evrimsel ilişkiye sahiptir. Özellikle, 2019-nCoV'nin "QTQTNSPRRA" IS4 fragmanındaki ilk 6 kalıntı, RaTG13 ile aynı iken, yarasa koronavirüs veya SARS-CoV'de eksik olan son 4 kalıntı, MERS-CoV ve HCoV-HKU1 ile en az% 50'dir. % Homoloji.
Bu nedenle araştırmacılar, 2019-nCoV ile yarasa koronavirüsü RaTG13 arasında yakın bir evrimsel ilişki olduğuna ve Pradhan ve diğerleri tarafından başak proteininde vurgulanan dört ekleme bölgesinin 2019-nCoV ve HIV-1'e özgü olmadığına inanıyorlar. Aslında, bu çok kısa fragmanlar üzerinde oluşturulan sekans hizalamasının benzerliği istatistiksel olarak anlamlı değildir Bu, BLAST E değeri ile değerlendirilir ve bu benzerlik, diğer birçok virüste de mevcuttur. Yarasa koronavirüsü dahil. Yapısal bakış açısından, bu "eklemeler", Şekil 2'de gösterildiği gibi, ACE2 reseptörüne bağlanan sivri uçlu proteinin bağlanma arayüzünden çok uzaktır ve bu da Pradhan ve diğerlerinin sonucuyla çelişir.
2. Nispeten eşanlamlı kodon kullanımı, koronavirüsün ara konakçısını tanımlayamaz
Wei Ji ve arkadaşları tarafından yürütülen bir başka erken çalışma, 2019-nCoV enfeksiyonunu anlamaya çalıştı. Bu çalışmada, yazarlar, 2019-nCoV ve iki tür yılan (mercan yılanı ve kobra), Batı Avrupa kirpi, Çin krizantem yarasası ve ağaç kakası da dahil olmak üzere sekiz omurgalı hayvanın RSCU'sunu (nispeten eş anlamlı kodon kullanımı) analiz etti. Sıçanlar (dağ sıçanları), Malezya pangolinler, tavuklar (ortak evcil tavuklar) ve insanlar (Homo sapiens). Bu omurgalılar arasında, yılanlar 2019-nCoV ile karşılaştırıldığında kodon kullanımında en küçük farka sahiptir. Bu nedenle Ji ve diğerleri, yılanları önermiştir. 2019-nCoV'un ara sunucusu.
Bununla birlikte, zoonotik koronavirüslerin memeliler ve kuşlar dışındaki hayvanları da enfekte edebileceğine dair önceki biyolojik kanıtların bulunmaması nedeniyle, bu sonuç virologlar arasında tartışmalara neden oldu.
Buna ek olarak, son araştırmalar, ön kanıtların Chuanshan'ın 2019-nCoV'ye benzer bir koronavirüsün konağı olabileceğini gösterdiğini gösterdi ve bu da Ji ve diğerlerinin sonucunun geçersiz olduğunu kanıtladı. Yılanların ara konakçı olduğu sonucu genel olarak bilim camiası tarafından sorgulanmış olsa da, bu önyargılı analizin bilim camiasını ve halkı yanıltmasını önlemeye yardımcı olacak RSCU yönteminin temelini ve güvenilirliğini dikkatlice incelemek yine de önemlidir. En son araştırmada, RSCU analizinin büyük ölçekli kopyalanması yoluyla biyoinformatik yöntemlerini ve altta yatan biyolojik hipotezleri dikkatlice inceledik.
Şekil 4A'da gösterildiği gibi yılan, RSCU'dan 2019-nCoV'ye en küçük mesafeye sahip omurgalı değildir, bu da Ji ve ark. Daha da önemlisi, Şekil 4'teki veriler, kurbağalar ve yılanlar gibi koronavirüsün yayılmasıyla ilgili olmayan hayvanların, bilinen üç koronavirüs ana bilgisayarından nispeten küçük bir RSCU mesafesine sahip olduğunu göstermektedir.
Örneğin, üç farklı koronavirüsten en küçük RSCU mesafesine sahip omurgalılar iki kurbağadır (Megophrys feae ve Liophryne schlaginhaufeni), diğer bir kurbağa (Xenopus laevis) ise yeterli diziye sahip tüm omurgalılar arasında en küçük RSCU mesafesine sahiptir.
Ek Tablo S1'de gösterildiği gibi, RSCU'nun ara konakçıların tanımlanmasında başarısız olmasının nedenlerinden biri, farklı ara konakçıları (Paguma larvata ve Camelus dromedarius) kullandığı bilinen farklı koronavirüslerin (SARS-CoV ve MERS-CoV) RSCU'da neredeyse yok olmasıdır. Fark (RSCU mesafesinin karesi = 0.12).
Bu veriler, RSCU analizinin kendisinin koronavirüsleri farklı omurgalı konakçılardan ayıracak kadar spesifik olmadığını göstermektedir. Bu bağlamda, başarısızlık yalnızca eski veri tabanlarının veya orijinal analize dahil edilen birkaç türün kullanılmasından değil, aslında koronavirüsün RSCU'sunu ev sahibine benzer hale getirecek şekilde geliştireceğine dair yanlış biyolojik varsayımdan kaynaklanıyor.
3. Pangolin, 2019-nCoV'un ara konağı olabilir
Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, Güney Çin Ziraat Üniversitesi'nden Xiao ve arkadaşları, ilk kez pangolinlerde 2019-nCoV'ye oldukça benzer bir koronavirüs dizisi keşfetti. Buna ek olarak, üç bağımsız araştırma ekibi, Malay pangolinlerinin metagenomik örneklerinden 2019-nCoV benzeri koronavirüs dizilerinin tanımlandığını bildirdi ve bu da pangolinlerin 2019-nCoV için ara konakçı olma olasılığını artırdı.
Bu olasılığı daha fazla araştırmak için araştırmacılar, Malezya pangolinlerinin metagenomik örneklerini kullanarak koronavirüsün taslak genomunu yeniden birleştirmeye çalıştı. Taslak genom, 2019-nCoV'nin toplam kapsamının% 73 ve sekans özdeşliğinin% 91 olduğunu göstermektedir. Özellikle, virüsün konak reseptörünü tanıması, çok hızlı mutasyona uğraması, 2019-nCoV ile yüksek sekans homolojisine sahip olması ve yalnızca 5 kalıntı farklılığı olması için gerekli olan toplanmış genomdaki başak protein, 2019-nCoV ise Yarasa koronavirüsü RaTG13 ile 19 kalıntı pozisyon farkı vardır. Bu veriler, RaTG13, Manis koronavirüs ve 2019-nCoV arasındaki olası evrimsel ilişkiye kanıt sağlıyor.
Mevcut kanıtlar esas olarak en olası ara konakçı olarak pangolinlere işaret etse de, diğer hayvanlar da aşağıdaki iki nedenden dolayı ara konakçı olabilir. İlk olarak, koronavirüsün birden çok ara konağa sahip olduğu bilinmektedir. Örneğin, misk kedileri en ünlü ara konaklardır ve vahşi rakun köpekleri ve yaban gelinciği porsukları da ara konakçı olarak kullanılır. İkincisi, pangolin koronavirüs ile 2019-nCoV arasındaki% 91 sekans özdeşliği, iki virüs arasındaki evrimsel ilişkiyi doğrulayacak kadar yüksek, ancak onları aynı virüs türü olarak tedavi etmek için yeterli değil. Bu açıdan bakıldığında, SARS-CoV ve MERS-CoV ara konaklarının viral sekansları, insan versiyonlarına sırasıyla% 99,8 ve% 99,9 özdeştir. Bu nedenle, pangolin koronavirüsü keşfedilse bile, diğer potansiyel ara konakçıları aramaya devam etmeliyiz.
Orijinal kaynak: https://medicalxpress.com/news/2020-03-link-coronavirus-humans-pangolins-snakes.html
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jproteome.0c00129#
