سیزده مورد از جهش‌های Omicron به شانس بقای نوع آسیب می‌رساند
یک میکروگراف الکترونی روبشی رنگی از یک سلول آلوده به ویروس کرونا. تکامل SARS-CoV-۲ در اواخر سال ۲۰۲۰، زمانی که انواع جدیدی شروع به ظهور کردند، چرخشی غیرمنتظره پیدا کرد.
در حالی که پرستاران و پزشکان با موج رکوردشکنی موارد Omicron دست و پنجه نرم می‌کنند، زیست‌شناسان تکاملی درگیر مبارزه خودشان هستند: دریابید که این نوع سلطه‌گر جهان چگونه به وجود آمده است؟
هنگامی که نوع Omicron در ماه نوامبر در جنوب آفریقا به پرواز درآمد، دانشمندان از ساختار ژنتیکی آن شگفت زده شدند. در حالی که انواع قبلی با نسخه اصلی ووهان ویروس کرونا با دوجین یا دو جهش متفاوت بود، امیکرون، ۵۳ جهش داشت، یک جهش تکان دهنده در تکامل ویروسی.
در مطالعه‌ای که هفته گذشته به صورت آنلاین منتشر شد، یک تیم بین المللی از دانشمندان این راز را عمیق‌تر کردند. آنها دریافتند که ۱۳ مورد از این جهش‌ها به ندرت در سایر کروناویروس‌ها یافت می‌شود که نشان می‌دهد باید برای Omicron مضر بوده باشند. درعوض، هنگام اجرا، به نظر می‌رسد که این جهش‌ها کلید برخی از ضروری‌ترین عملکردهای Omicron هستند.
نوع Omicron حامل ۳۰ جهش در ژن پروتئین اسپایک است. ۱۳ مورد از این جهش‌ها که در زیر مشخص شده‌اند، در سایر کروناویروس‌ها بسیار نادر هستند.
خوشه ۱
هنگامی که نوک سنبله برای گرفتن سلول‌های انسان باز می‌شود، چهار جهش آشکار می‌شوند و ممکن است به Omicron کمک کند محکم‌تر از سایر انواع آن بچسبد.
خوشه ۲
به نظر می‌رسد چهار جهش به Omicron کمک می کند تا محکم‌تر به سلول‌های انسانی متصل شود و همچنین از برخی آنتی بادی‌هایی که این ناحیه را هدف قرار می دهند فرار کند.
خوشه ۳
پنج جهش ممکن است به Omicron کمک کند تا به راحتی با سلول‌های انسانی ترکیب شود و آنها را آلوده کند.
توجه: هر جهش در سه مکان روی سنبله Omicron ظاهر می‌شود. برخی جهش‌ها در این زاویه پنهان می‌شوند.
اکنون محققان در تلاشند تا دریابند چگونه Omicron از قوانین طبیعی تکامل سرپیچی می‌کند و از این جهش‌ها برای تبدیل شدن به یک ناقل موفق بیماری استفاده می‌کند.
جهش‌ها بخش منظمی از وجود ویروس کرونا هستند. هر بار که یک ویروس در داخل یک سلول تکثیر می‌شود، احتمال کمی وجود دارد که سلول یک نسخه معیوب از ژن‌های خود ایجاد کند. بسیاری از این جهش‌ها باعث می‌شود ویروس‌های جدید معیوب شوند و نتوانند با ویروس‌های دیگر رقابت کنند.
اما یک جهش می‌تواند ویروس را بهبود بخشد. برای مثال می‌تواند باعث شود که ویروس محکم‌تر به سلول‌ها بچسبد، یا باعث شود سریع‌تر تکثیر شود. ویروس‌هایی که جهش مفیدی را به ارث می‌برند ممکن است از دیگران پیشی بگیرند.
در دسامبر ۲۰۲۰، محققان بریتانیایی برای کشف نوع جدیدی در انگلستان که حامل ۲۳ جهش بود که در ویروس کرونای اصلی که یک سال قبل در ووهان جدا شده بود یافت نشد، تکان خوردند.
آن نوع، که بعدها آلفا نام گرفت، به زودی در سراسر جهان تسلط یافت. در طول سال ۲۰۲۱، انواع دیگری که به سرعت در حال گسترش بودند ظاهر شدند. در حالی که برخی از آنها محدود به کشورها یا قاره‌های خاصی باقی ماندند، نوع دلتا با ۲۰ جهش متمایز، آلفا را کنار زد و غالب شد.
و سپس Omicron آمد، با بیش از دو برابر بیشتر جهش. به محض اینکه Omicron آشکار شد، دکتر مارتین و همکارانش با مقایسه ۵۳ جهش آن با جهش‌های دیگر کروناویروس‌ها، شروع به بازسازی تکامل ریشه‌ای نوع آن کردند. برخی از جهش‌ها توسط Omicron، Delta و انواع دیگر به اشتراک گذاشته شد، که نشان می‌دهد آنها چندین بار به وجود آمده‌اند و انتخاب طبیعی بارها و بارها از آنها حمایت کرده است.
اما دانشمندان با نگاهی به پروتئین "میخچه" که سطح Omicron را می‌پوشاند و به آن اجازه می دهد به سلول ها بچسبد، الگوی بسیار متفاوتی پیدا کردند.
ژن اسپایک Omicron دارای ۳۰ جهش است. محققان دریافتند که ۱۳ مورد از آنها در سایر کروناویروس‌ها بسیار نادر هستند. برخی از ۱۳ موردی که قبلا در میلیون‌ها ژنوم کروناویروس که دانشمندان در طول این همه‌گیری توالی‌یابی کرده‌اند، دیده نشده بودند.
اگر یک جهش برای ویروس مفید یا حتی خنثی بود، دانشمندان انتظار داشتند که بیشتر در نمونه‌ها ظاهر شود. اما اگر نادر باشد یا به طور کلی از بین رفته باشد، معمولا نشانه‌ای از مضر بودن آن برای ویروس است و از تکثیر آن جلوگیری می‌کند.
دکتر مارتین گفت: "وقتی این الگو را می‌بینید، چیزی بسیار بلند و واضح به شما می‌گوید. هر چیزی که در آن سایت‌ها تغییر ایجاد کند احتمالا معیوب خواهد بود و برای مدت طولانی دوام نخواهد آورد و از بین خواهد رفت".
و با این حال Omicron این منطق را زیر پا گذاشت.امیکرون دقیقا در حال از بین رفتن نبود. "در حال برخاستن بود، مثل چیزی که قبلا ندیده بودیم."
به طور معمول، کروناویروس‌ها از دامنه همجوشی برای ادغام با غشای سلول استفاده می‌کنند. سپس ژن‌های آنها می‌توانند در اعماق سلول شناور شوند.
اما دامنه فیوژن Omicron معمولا کار متفاوتی انجام می‌دهد. به جای ادغام شدن در غشای سلولی، کل ویروس در نوعی سوراخ سینک سلولی بلعیده می‌شود، که از بین می‌رود و حبابی در داخل سلول ایجاد می‌کند. هنگامی که ویروس در داخل حباب اسیر می شود، می‌تواند باز شود و ژن های خود را آزاد کند.
این مسیر جدید عفونت ممکن است به توضیح اینکه چرا Omicron از دلتا سرایت‌پذیری بیشتری دارد کمک کند. سلول‌های راه تنفسی می‌توانند به راحتی Omicron را در حباب‌ها ببلعند. اما در اعماق ریه‌ها، جایی که کووید می‌تواند باعث آسیب‌های تهدیدکننده زندگی شود، کروناویروس‌ها باید با سلول‌ها ترکیب شوند که Omicron این کار را به خوبی انجام نمی‌دهد.
دکتر مارتین و همکارانش گمان می‌کنند که دلیل آن "اپیستازیس" است: یک پدیده تکاملی که می‌تواند باعث شود جهش‌ها به خودی خود مضر باشند، اما در صورت ترکیب مفید باشند.
یکی از احتمالات این است که پس از یک دوره طولانی مدت در داخل بدن فردی با سیستم ایمنی به خصوص ضعیف مانند H.I.V ایجاد شود. افراد مبتلا به عفونت‌های مزمن کووید می‌توانند به آزمایشگاه‌های تکاملی تبدیل شوند که میزبان نسل‌های زیادی از کروناویروس‌ها هستند.
تکامل می‌تواند در چنین میزبانی بسیار متفاوت از یک فرد سالم به فرد دیگر هر چند روز یا چند هفته انجام شود.
از آنجایی که یک میزبان نقص ایمنی آنتی بادی های زیادی تولید نمی‌کند، بسیاری از ویروس‌ها برای انتشار باقی می‌مانند و ویروس‌های جهش یافته جدیدی که در برابر آنتی بادی‌ها مقاومت می‌کنند می‌توانند تکثیر شوند.
نظر شما