Amerikalılar, ilk olarak Birleşik Krallık’ta ve Güney Afrika’da tanımlanan varyantları Amerika Birleşik Devletleri’ne yayılmış olarak endişeyle izlerken, bilim adamları burada ortaya çıkan bir dizi yeni varyant buluyor. Daha da ilginci, bu değişkenlerin çoğu aynı yönde gelişiyor gibi görünüyor – potansiyel olarak kendi başlarına bulaşıcı tehditler haline geliyor.
Pazar günü yayınlanan bir araştırmada, bir araştırma ekibi ülke çapındaki eyaletlerde görülen yeni koronavirüsün büyüyen yedi soyunu bildirdi. Hepsi aynı genetik harfte bir mutasyon geliştirdi.
Louisiana Eyalet Üniversitesi Sağlık Bilimleri Merkezi Shreveport’ta virolog ve yeni çalışmanın yazarlarından biri olan Jeremy Kamil, “Bu mutasyonda açıkça bir şeyler oluyor,” dedi.
Varyantları daha bulaşıcı hale getirip getirmediği belli değil. Ancak mutasyon, virüsün insan hücrelerine nasıl girdiğini etkileyen bir gende ortaya çıktığı için bilim adamları oldukça şüpheli.
Dr. Kamil, “Bence evrimsel bir faydaya dair açık bir işaret var” dedi.
Hayatın tarihi, farklı soyların aynı yolu izlediği sözde yakınsak evrim örnekleriyle doludur. Kuşlar, örneğin yarasaların tüylü, fareye benzeyen memelilerden evrimleştiklerinde yaptığı gibi, tüylü dinozorlardan evrimleştikçe kanat kazandılar. Her iki durumda da, doğal seçilim, kaldırma oluşturmak için kanat çırpılabilen bir çift düz yüzeye yol açtı – bu da yarasaların ve kuşların gökyüzüne çıkmasını ve diğer hayvanların yapamayacağı ekolojik bir boşluğu doldurmasını sağladı.
Charles Darwin yakınsak evrimi ilk olarak canlı hayvanları inceleyerek fark etti. Son yıllarda virologlar, virüslerin de yakınsak evrimleşebileceğini keşfettiler. Örneğin H. I. V., maymunlardan ve maymunlardan insanlara birkaç virüs türü değiştiğinde ortaya çıktı. H.I.V’nin bu soylarının çoğu, türümüze adapte olduklarında aynı mutasyonları kazandı.
Koronavirüs artık yeni varyantlara daldıkça, araştırmacılar Darwin’in evrim teorisini her gün eylem halinde gözlemliyorlar.
Dr. Kamil, Louisiana’daki koronavirüs testlerinden örnekleri sıralarken yeni varyantlardan bazılarına rastladı. Ocak ayının sonunda, birkaç örnekte alışılmadık bir mutasyon gözlemledi.
Mutasyon, koronavirüsün yüzeyini inceleyen proteinleri değiştirdi. Başak proteinleri olarak bilinen, amino asitler adı verilen 1.200’den fazla moleküler yapı bloğunun katlanmış zincirleridir. Dr. Kamil’in virüslerinin tümü 677. amino asidi değiştiren bir mutasyonu paylaştı.
Bu mutant virüsleri araştıran Dr. Kamil, hepsinin aynı soydan geldiğini fark etti. Soydaki en eski virüs 1 Aralık’a kadar uzanıyordu. Daha sonraki haftalarda daha yaygın hale geldi.
Keşfinin akşamı Dr. Kamil, virüslerin genomlarını dünyanın dört bir yanındaki bilim adamları tarafından kullanılan çevrimiçi bir veritabanına yükledi. Ertesi sabah New Mexico Üniversitesi’nden Daryl Domman’dan bir e-posta aldı. O ve meslektaşları, aynı 677 mutasyonuyla aynı varyantı kendi durumlarında bulmuşlardı. Örnekleri Ekim ayına dayanıyordu.
Bilim adamları, keşfettikleri soyun 677 mutasyona sahip olan tek soy olup olmadığını merak ettiler. Veritabanını inceleyen Dr. Kamil ve meslektaşları, aynı mutasyonu kendi başlarına bağımsız olarak kazanan altı başka soy buldu.
Koronavirüs Varyantları ve Mutasyonlar
Son mutasyonları, varyantları ve soyları izleme.
Bu yedi soyun yaygınlığıyla ilgili temel soruları bile yanıtlamak zordur çünkü Birleşik Devletler, koronavirüs test örneklerinin yüzde 1’inden daha azından genomları sıralamaktadır. Araştırmacılar, ülkenin büyük bir kısmına dağılmış soylardan örnekler buldular. Ancak mutasyonların ilk nerede ortaya çıktığını söyleyemezler.
Bern Üniversitesi’nden epidemiyolog ve yeni çalışmanın ortak yazarı Emma Hodcroft, “Şu anda bu soylardan herhangi biri için bir başlangıç konumu vermekte oldukça tereddüt ediyorum” dedi.
Varyantlardaki artışın aslında daha bulaşıcı olmasının bir sonucu olup olmadığını söylemek de zordur. Tatil sezonu boyunca tüm seyahatler nedeniyle daha yaygın hale gelmiş olabilirler. Veya barlarda veya fabrikalarda süper yayılma etkinlikleri sırasında patlamış olabilirler.
Yine de bilim adamları endişeli çünkü mutasyon, virüsün insan hücrelerine ne kadar kolay girebileceğini makul bir şekilde etkileyebilir.
Bir koronavirüs, insan hücresinin yüzeyine tutunmak için sivri proteinin ucunu kullandığında enfeksiyon başlar. Daha sonra zıpkın benzeri kolları sivri ucun tabanından serbest bırakır, kendisini hücreye çeker ve genlerini iletir.
Virüs bu istilayı gerçekleştirmeden önce, başak proteininin hücre yüzeyindeki bir insan proteinine çarpması gerekir. Bu temastan sonra, sivri uçlar serbestçe dönerek zıpkın uçlarını ortaya çıkarır.
677 mutasyonu, proteinlerimizin virüsü yakaladığı noktanın yanındaki sivri uçlu proteini değiştirerek, büyük olasılıkla sivri uçların aktive olmasını kolaylaştırır.
Austin’deki Texas Üniversitesi’nde yapısal biyolog olan ve araştırmaya dahil olmayan Jason McLellan, “önemli bir ilerleme. Ancak koronavirüsün zıpkınlarını serbest bırakma şeklinin hala oldukça gizemli olduğu konusunda uyardı.
“Bu ikamelerin ne yaptığını bilmek zor,” dedi. “Gerçekten bazı ek deneysel verilerle takip edilmesi gerekiyor. ”
Dr. Kamil ve meslektaşları, mutasyonun enfeksiyonlarda gerçekten bir fark yaratıp yaratmadığını görmek umuduyla bu deneylere başlıyorlar. Deneyler şüphelerini ortaya çıkarırsa, 677 mutasyonu küçük, tehlikeli bir kulübe katılacak.
Yakınsak evrim, başak protein üzerindeki birkaç başka noktayı da dönüştürdü. 501. amino asit, örneğin ilk olarak Birleşik Krallık ve Güney Afrika’da gözlenen bulaşıcı varyantlar da dahil olmak üzere bir dizi soyda mutasyona uğramıştır. Deneyler, 501 mutasyonunun zirvenin ucunu değiştirdiğini ortaya çıkardı. Bu değişiklik, virüsün hücrelere daha sıkı tutunmasına ve onları daha etkili bir şekilde enfekte etmesine izin verir.
Bilim adamları, koronavirüslerin kendilerine avantaj sağlayan daha fazla mutasyon üzerinde birleşeceğini tahmin ediyor – sadece diğer virüslere değil, aynı zamanda kendi bağışıklık sistemimize karşı. Ancak Pittsburgh Üniversitesi’nden evrimsel biyolog ve yeni çalışmanın ortak yazarı Vaughn Cooper, laboratuvar deneylerinin tek başına tehdidin boyutunu ortaya çıkaramayacağını söyledi.
Mutasyonların ne yaptığını gerçekten anlamak için bilim insanlarının ülkenin dört bir yanından toplanan çok daha büyük bir koronavirüs örneğini analiz etmeleri gerekecek. Ancak şu anda, eyalet ve üniversite laboratuvarlarından oluşan bir yama çalışması tarafından toplanan nispeten yetersiz sayıda genoma bakabilirler.
Dr. Cooper, “Ülkemizin gözetim yapmak için ulusal bir strateji geliştirmemesi çok saçma” dedi.