(Josep Gutierrez/Moment/Getty Images) Anfang Januar wurde die erste Genomsequenz von SARS-CoV-2 - Die Virus das verursacht COVID 19 – wurde unter dem Namen „Wuhan-1“ veröffentlicht.
Diese Reihe von 30.000 Buchstaben (die A, T, C und Gs des genetischen Codes) markierten den ersten Tag im Wettlauf um das Verständnis der Genetik dieser neu entdeckten Person Coronavirus .
Jetzt haben sich weitere 100.000 Coronavirus-Genome, die von COVID-19-Patienten in über 100 Ländern entnommen wurden, Wuhan-1 angeschlossen. Genetiker auf der ganzen Welt durchsuchen die Daten nach Antworten.
Woher kommt SARS-CoV-2? Wann begann es, Menschen zu infizieren? Wie mutiert das Virus – und spielt das eine Rolle? Die SARS-CoV-2-Genomik erlangte, ähnlich wie das Virus selbst, großen Erfolg und verbreitete sich weltweit.
Der Begriff „Mutation“ ruft oft Bilder von gefährlichem Neuen hervor Viren mit verbesserten Fähigkeiten, die über den Planeten fegen.
Und während Mutationen ständig auftauchen und sich manchmal ausbreiten – frühe Mutationen von SARS-CoV-2 haben sich fast unbemerkt um die Welt verbreitet, als sich das Virus verbreitete –, sind Mutationen ein völlig natürlicher Bestandteil jedes Organismus, auch von Viren. Die überwiegende Mehrheit hat keinen Einfluss auf die Fähigkeit eines Virus, Krankheiten zu übertragen oder zu verursachen.
Eine Mutation bedeutet lediglich einen Unterschied; eine Buchstabenveränderung im Genom. Während die SARS-CoV-2-Population genetisch im Wesentlichen invariant war, als sie in ihren ersten menschlichen Wirt sprang Ende 2019 Inzwischen sind über 13.000 dieser Veränderungen in den 100.000 bisher sequenzierten SARS-CoV-2-Infektionen zu finden.
Doch zwei beliebige Viren von zwei beliebigen Patienten auf der ganzen Welt unterscheiden sich im Durchschnitt nur um einen Unterschied zehn Buchstaben . Dies ist ein winziger Bruchteil der insgesamt 30.000 Zeichen im genetischen Code des Virus und bedeutet, dass das gesamte im Umlauf befindliche SARS-CoV-2 als Teil einer einzigen klonalen Abstammungslinie betrachtet werden kann.
Langsam mutieren
Es wird einige Zeit dauern, bis das Virus eine erhebliche genetische Vielfalt erreicht. SARS-CoV-2 mutiert relativ langsam zu einem Virus, wobei jede Abstammungslinie a erwirbt jeden Monat ein paar Änderungen ; zwei- bis sechsfach niedriger als die Anzahl der Mutationen, die Influenzaviren im gleichen Zeitraum erworben haben.
Dennoch sind Mutationen das Fundament, auf dem die natürliche Selektion wirken kann. Am häufigsten führen Mutationen dazu, dass ein Virus nicht mehr funktionsfähig ist oder überhaupt keine Wirkung hat. Dennoch besteht die Möglichkeit, dass Mutationen die Übertragbarkeit von SARS-CoV-2 in seinen neuen menschlichen Wirten beeinträchtigen.
Infolgedessen wurden intensive Anstrengungen unternommen, um festzustellen, welche der Mutationen, die seit der Sequenzierung des ersten SARS-CoV-2-Genoms in Wuhan identifizierbar waren, die Virusfunktion erheblich verändern könnten.
Eine berüchtigte Mutation in diesem Zusammenhang ist eine Aminosäureveränderung im SARS-CoV-2-Spike-Protein, dem Protein, das Coronaviren ihre charakteristischen kronenartigen Vorsprünge verleiht und ihnen die Bindung an Wirtszellen ermöglicht.
Diese einzelne Zeichenveränderung im viralen Genom – genannt D614G – Es wurde gezeigt, dass es die Virusinfektiosität in im Labor gezüchteten Zellen erhöht, allerdings ohne messbaren Einfluss auf die Schwere der Erkrankung. Obwohl diese Mutation auch nahezu systematisch bei drei anderen Mutationen vorkommt, sind alle vier mittlerweile in etwa 80 Prozent des sequenzierten SARS-CoV-2 zu finden, was sie zum am häufigsten im Umlauf befindlichen Mutationssatz macht.
Die Herausforderung bei D614G besteht, wie auch bei anderen Mutationen, darin, zu klären, ob ihre Häufigkeit zugenommen hat, weil sie zufällig in Viren vorhanden waren, die für die Entstehung früher erfolgreicher Ausbrüche verantwortlich waren, oder ob dies der Fall ist wirklich einen Vorteil verschaffen an ihre Träger.
Genomische Untersuchungen an einem britischen Datensatz deuten auf eine subtile Rolle von D614G bei der Erhöhung hin Wachstumsrate der Abstammungslinien Wenn wir es tragen, könnte unsere eigene Arbeit es finden keine messbaren Auswirkungen bei der Übertragung.
Einfach mitgenommen
D614G ist nicht die einzige Mutation, die häufig auftritt. Auch eine Reihe von drei Mutationen in der Proteinhülle von SARS-CoV-2 tauchen zunehmend in Sequenzierungsdaten auf und sind mittlerweile bei einem Drittel der Viren zu finden.
Eine einzelne Veränderung an Position 57 des Orf3a-Proteins, einer bekannten immunogenen Region, tritt in einem Viertel auf.
Andere Mutationen existieren im Spike-Protein, während unzählige andere durch die Aktivität unseres Proteins induziert zu sein scheinen eigene Immunantwort . Gleichzeitig besteht weiterhin kein Konsens darüber, dass diese oder andere die Übertragbarkeit oder Virulenz des Virus erheblich verändern.
Die meisten Mutationen werden einfach weitergetragen, da sich SARS-CoV-2 weiterhin erfolgreich verbreitet.
Aber Ersetzungen sind nicht die einzigen kleinen Änderungen, die sich auf SARS-CoV-2 auswirken können. Es wurde gezeigt, dass Deletionen in den SARS-CoV-2-Akzessorgenen Orf7b/Orf8 auftreten die Virulenz reduzieren von SARS-CoV-2, was möglicherweise zu milderen Infektionen bei Patienten führen kann.
Ein ähnliches Streichung könnte sich in der verhalten haben gleicher Weg bei SARS-CoV-1, dem verwandten Coronavirus, das für den SARS-Ausbruch in den Jahren 2002–2004 verantwortlich war. Ein Fortschritt hin zu einem weniger virulenten SARS-CoV-2 wäre eine willkommene Nachricht, obwohl Deletionen in Orf8 seit den frühen Tagen des Virus vorhanden sind Pandemie und die Häufigkeit scheint nicht zuzunehmen.
Auch wenn es möglicherweise noch zu adaptiven Veränderungen kommt, deuten alle zum jetzigen Zeitpunkt verfügbaren Daten darauf hin, dass wir seit Beginn der Pandemie mit demselben Virus konfrontiert sind.
Chris Whitty, Chief Medical Officer für England, hatte Recht, als er die Idee, dass das Virus vorhanden sei, mit kaltem Wasser überschüttete zu etwas Milderem mutiert als derjenige, der dazu führte, dass Großbritannien im März einen Lockdown verhängte.
Ein möglicher Rückgang der Symptomschwere im Laufe des Sommers ist wahrscheinlich eher auf die Ansteckung jüngerer Menschen, Eindämmungsmaßnahmen (z. B. soziale Distanzierung) und eine verbesserte Behandlung als auf Veränderungen des Virus selbst zurückzuführen.
Obwohl sich SARS-CoV-2 bis heute nicht wesentlich verändert hat, erweitern wir unsere Tools zur Verfolgung und Verfolgung seiner Entwicklung weiter und sind bereit, Schritt zu halten. 
Lucy van Dorp , Senior Research Fellow, Mikrobielle Genomik, UCL .
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