Koronavirüs Evrimini Besleyen Bölgeler ve Türleri Bilim İnsanları Belirliyor
Son zamanlarda Nature Communications dergisinde yayımlanan bir araştırmada, bir grup araştırmacı, Çin’de yarasa koronavirüslerinin (CoVs) evrimini, türler arası geçişini ve yayılmasını inceledi, evrimsel çeşitliliğin sıcak noktalarını belirledi ve Şiddetli Akut Solunum Sendromu Koronavirüsü 2’nin (SARS-CoV-2) kökenlerini izledi.
Arka Plan
CoVs, insanlarda ve hayvanlarda solunum ve bağırsak hastalıklarına neden olan Ribonükleik Asit (RNA) virüsleridir ve tüm insan enfekte CoV’lerin genellikle yarasalardan zoonotik kökenli olduğu bilinmektedir. Geniş genom boyutları, yüksek rekombinasyon oranları ve genomik plastisiteleri, türler arası geçişi ve hızlı adaptasyonu kolaylaştırarak SARS-CoV, Orta Doğu Solunum Sendromu Koronavirüsü (MERS-CoV) ve SARS-CoV-2 gibi salgınları ortaya çıkarmaktadır. Yarasalar, özellikle Rhinolophus cinsi, çeşitli Alfa-CoV’ler (α-CoV) ve Beta-CoV’ler (β-CoV) barındırmaktadır ve Çin gibi zengin yarasa faunasına ve benzersiz biyocoğrafyaya sahip bölgelerde sızıntı risklerini arttırmaktadır. Çalışma, bu evrimsel özelliklerin, Güney ve Güneybatı Çin’in ekolojik bağlamıyla birleşerek, bu bölgeleri CoV dinamiklerini anlamak için özellikle önemli kıldığını vurgulamaktadır. Yarasa-CoV makroevrimi ve iletim dinamiklerine ilişkin daha fazla araştırma, zoonotik potansiyeli anlamak ve hedefli gözetim ve hazırlık stratejileri aracılığıyla pandemi önlemini artırmak için hayati önem taşımaktadır.
Host-Switching Dynamics: Araştırma, alfa-koronavirüslerin (α-CoVs) beta-koronavirüslere (β-CoVs) göre daha yüksek bir türler arası geçiş eğilimine sahip olduğunu ve evrimsel zaman boyunca α-CoV’lerde 7 kat daha fazla inter-familya konak değişim olayı gözlemlendiğini ortaya çıkardı.
Şu anda, 2010 ile 2015 yılları arasında, Anhui, Pekin, Hainan, Hubei, Guangdong, Guangxi, Yunnan ve diğer Çin eyaletlerinde yarasa ağız ve rektal sürüntüleri ile dışkı parçacıkları toplandı. Ölümcül olmayan örneklemeler, yarasaların hemen serbest bırakıldığı tuzak ağları kullanılarak gerçekleştirildi. Örneklerin DNA barcoding için kanat dikişleri alındı. Yarasa işleme protokolleri, Tufts Üniversitesi ve Çin Bilimler Akademisi Viroloji Enstitüsü Etik ve Kullanım Komiteleri (IACUC) kurallarına uygun olarak uygulandı. Örnekler -80 derece Celsius’de muhafaza edildi.
RNA, Yüksek Saf Viral RNA Kiti (Roche) kullanılarak çıkarıldı ve bir adımlı yarım yuvalama ters transkripsiyon-polimeraz zincir reaksiyonu (RT-PCR) RNA bağımlı RNA polimeraz (RdRp) genini CoV tespiti için hedef aldı. PCR ürünleri dizilendi ve klonlama veya barkodlama yoluyla doğrulandı, veri güvenilirliğini sağladı. Veri seti 589 yeni dizi ve Genetik Dizi Veritabanı (GenBank) ve Küresel Avian İnfluenza Veri Paylaşımı Girişimi (GISAID) ‘dan 616 dizi içeriyordu.
Diziler, Bayes Evrimsel Analiz Örnekleme Ağaçları (BEAST) yazılımı kullanılarak filogenetik olarak hizalandı ve analiz edildi. Memeli çeşitliliğine dayanarak, örnekleme konumları altı zoocoğrafik bölgeye gruplandı. Ana evrensel durumlar, konak familyası, cinsi ve bölge için yeniden inşa edildi ve önemli konak veya bölge geçişleri Bayes faktörleri kullanılarak değerlendirildi. Çalışma, kısmi RdRp dizilerine dayanmanın etkili olmasına rağmen, filogenetik analizin derinliğini sınırladığını ve oldukça farklı CoV varyantlarını dışarıda bırakabileceğini kabul etmektedir.
Filogenetik çeşitlilik metrikleri, CoV çeşitliliğinin bölgesel ve konak spesifik desenlerini ortaya koydu, Mantel testleri, viral genetik farklılaşma, konak filogenisi ve coğrafi izolasyon arasındaki korelasyonları vurguladı.