Yeni koronavirüs — Evrimsel kökeni
Yeni koronavirüs salgını hayatımıza sert bir şekilde girdi ve maalesef uzun bir süre de kalacağa benziyor. Biz de Doğancan ile birlikte, yaşam şekillerimizi önemli ölçüde değiştiren bu virüs ve yol açtığı hastalık hakkında okuduğumuz makaleleri belli konseptler içinde sizinle paylaşmak istedik. Bu yazıda salgının ortaya çıkışı ve virüsün evrimsel gelişiminden bahseden 2 makaleyi özetlemeye çalışacağım. Eklemek, konuşmak, tartışmak istediğiniz şeyleri yorum olarak bizimle paylaşırsanız çok seviniriz.
1- Zhou et al., 2020:
İlk makale salgının nasıl başladığını ve yeni koronavirüsün genetik anlamda ilk analizini içeriyor, aslında şu ana kadar bildiğimiz çoğu şeyin temeli bu çalışma. Salgının 12 Aralık 2019'da Çin’in Wuhan şehrindeki balık pazarında ortaya çıktığı düşünülüyor. İlk vakalar tanımlanamayan akciğer iltihabı olarak kayda geçmiş. En sık belirtiler ateş, kuru öksürük ve nefes darlığı. Klinisyenler yüksek ateş, lenfosit sayısındaki düşüş ve antibiyotik tedavisinin etkili olmamasına dayanarak, iltihabın bakteri değil virüs kaynaklı olduğunu düşünmüşler. Ve belirti gösteren 7 kişiden (6'sı balık pazarındaki satıcı veya kurye) örnek alarak Wuhan Viroloji Enstitüsü’ne (WIV) göndermişler. Burası özellikle SARS salgınından sonra, genel koronavirüs ailesi başta olmak üzere birçok virüs çalışmasının yapıldığı bir merkez. Kış mevsimi ve pazarla ilişkisinin SARS’ın çıkışı ile benzer olduğunu düşünerek genel koronavirüs ailesi primerleri ile PCR (belli bir DNA parçasını çoğaltma) analizi yapmışlar ve 5 örnek pozitif çıkmış. Bunlardan birinin genomunu (tüm genetik materyal bilgisi) detaylı olarak analiz ettiklerinde, SARS koronavirüsü ile %79.6 oranında benzerlik görmüşler. Diğer 4 pozitif örneğin de tüm genom analizini yaptıklarında, 5 örneğin birbiriyle %99.9'dan daha yüksek bir benzerliği olduğunu görmüşler. Ve bu yeni virüs Dünya Sağlık Örgütü’nün de önerisi ile yeni koronavirüs 2019 (2019-nCoV) olarak adlandırılmış. (Daha sonradan SARS-CoV-2 olarak adlandırılacak.)
Daha önceden analiz edilmiş virüs veritabanını incelediklerinde, bir tür yarasa koronavirüsünün (RaTG13), 2019-nCoV ile %96.2 oranında benzerlik gösterdiğini bulmuşlar. Özellikle virüsün insan hücresindeki reseptörlere bağlanarak içeri girebilmesini sağlayan diken (spike) proteinini üreten S geni, SARS benzeri koronavirüsler ile %75'ten az benzerlik gösterirken RaTG13 ile %93.1 benzerlik gösteriyor. Bu nedenle bu virüsün SARS ile ortak atadan gelse de, son olarak RaTG13 yarasa koronavirüslerinden evrimleşmiş olma ihtimalinin çok yüksek olduğunu belirtiyorlar.
Altta: 2019-nCoV’un SARS ve diğer yarasa koronavirüsleri ile genom benzerlik oranı (Kaynak: Zhou et al., 2020)
Ve yeni koronavirüsün diğer virüslerle en çok farklılık gösterdiği bölgenin S geni olmasına dayanarak, enfeksiyonun spesifik olarak tespit edilebilmesi için, S genindeki reseptör-bağlanma bölgelerini hedefleyen primerler hazırlayıp PCR metodu ile test etmişler. Şu anki testler kitleri de aynı mantıkla çalışıyor. Diğer taraftan, SARS koronavirüsünün ACE2 reseptörünü kullanarak hücre içine girdiği bilindiği için, yeni koronavirüs için de reseptör analizi yapmışlar. ACE2 proteinini normal olarak üretebilen insan hücrelerine virüsün girdiğini, ACE2 protein üretimini engelledikleri hücrelere ise virüsün giremediğini görmüşler. Bilinen diğer koronavirüs reseptörleri için de benzer analiz yaptıklarında yeni koronavirüsün bu reseptörleri kullanmadığını görmüşler. Bu nedenle şimdiye kadar yeni koronavirüsün hücre içine girmek için kullanıldığı bilinen tek reseptör ACE2.
Son olarak araştırmacılar yarasa koronavirüslerinin insanları enfekte edebilme kapasitesinin yüksek olduğunu ve bu nedenle vahşi hayvan satışları ve tüketimine ciddi kısıtlamalar getirilmesi gerektiğini belirtiyorlar.
2- Wong et al., 2020:
Yukarıda özetlediğimiz çalışmada, yeni koronavirüsün (nCoV-2019) muhtemel kaynağının, yarasa koronavirüslerinin bir türü olan RaTG13 olduğu tahmin edilmişti. Kısa bir süre sonra çıkan yeni bir çalışma ise, nCov-2019'un daha karmaşık bir evrimleşme süreci olduğunu öne sürdü. Bu çalışmanın ayrıntılarından bahsetmeden önce, yeni makalenin BioRxiv sitesinde pre-print olarak yayımlandığını belirtmemiz gerekiyor. Yani bağımsız hakemler tarafından değerlendirme sürecine henüz girmemiş. Ancak şimdiden birçok yerde referans olarak gösterilmeye başlandı.
Bu çalışmada araştırmacılar, nCoV-2019 tüm genomunun RaTG13 ile %96 oranında benzerlik gösterse de, S geni özelinde bu benzerliğin %93'e, ve daha da özel olarak S geninde bulunan reseptör-bağlanma bölgesine baktıklarında ise %75'e düştüğünü gözlemlemişler. Buna dayanarak alternatif bir kaynak daha olabileceğini düşünmüş ve virüs genom veritabanında, özel olarak bu bölgeye benzer dizileri taramışlar. Sonuç olarak, pangolinlerde (karıncayiyen olarak bilinen memeli hayvanlar) bulunan bir koronavirüs türünün (Pangolin-CoV), nCov-2019 ile bu bölge özelinde, %89 nükleotid ve %98 aminoasit benzerliği olduğunu bulmuşlar.
Burada ufak bir açıklama yapalım. Nükleotidler (A, T, C, G) genetik bilgiyi taşıyan DNA ve RNA’nın (koronavirüsler için RNA), aminoasitler ise hücrede neredeyse bütün fonksiyonel işleri yapan proteinlerin yapı taşları. Gen boyunca dizili her 3 nükleotid, 1 aminoasit çeşidinin üretiminden sorumlu. Ancak genelde bu üçlüdeki 3. nükleotidin değişmesi aminoasit çeşidini değiştirmiyor. Bu yüzden DNA veya RNA’da nükleotid değişimine neden olan mutasyonlar, her zaman aminoasit dizisini, dolayısıyla protein işlevini bozmayabiliyor. Burada da mutasyonlarla nükleotid benzerliği %89'a düşse de aminoasit benzerliği %98. Mutasyonların zamanla biriktiği düşünülürse, bu durum bir taraftan, ortak atadan ayrışma zamanını hesaplamak amacıyla da kullanılıyor.
Araştırmacılar bu bölgeyi daha da ayrıntılı incelediklerinde nCoV-2019 diken proteininin insan ACE2 reseptörüne tam olarak dokunduğu noktalardaki 5 aminoasitin 5'inin de pangolin-CoV ile aynı olduğunu göstermişler. RaTG13 ve diğer bir yarasa koronavirüsü ile ise bu 5 aminoasitin yalnızca 1'i uyuşuyor. Buna karşın, nCoV-2019 ile pangolin-CoV’un tüm genomu karşılaştırıldığında benzerlik %90, yani RaTG13'ten daha düşük. Bu yüzden ana kaynağın tek başına pangolin-CoV olma ihtimali de düşük.
Sonuç olarak, araştırmacılar nCoV-2019'un yarasalardan, ilk önce pangolinlere sıçradığını, ve burada halihazırda bulunan koronavirüslerle ile bir rekombinasyon (gen parçaları değişimi) sonucunda da insanı enfekte edebilir duruma geldiğini düşünüyor. Bu, uzaktan bakınca karmaşık ve ihtimali düşük bir süreç gibi görünse de bu tür olayların virüslerde sık gerçekleştiği biliniyor. SARS ve MERS virüslerinin de ana kaynaklarının yarasa olduğu bilinse de, ara konak olarak misk kedisinde (SARS), ve devede (MERS) rekombinasyona uğradıkları düşünülüyor.
Wuhan’daki balık pazarında, yarasaların da pangolinlerin de satıldığının ve tüketildiğinin de bilindiğini hatırlatalım.
