Stökkbreytist veiran sem veldur COVID-19 hraðar en aðrar RNA-veirur?
Erfðamengi veira er lítið, það getur verið frá rúmlega þúsund bösum upp í um milljón basa. Til samanburðar eru um 6,5 milljarðar basa í hverri frumu manna. Stökkbreytihraði erfðaefnis er í öfugu hlutfalli við stærð erfðamengja, þannig að minni erfðamengi stökkbreytast örar. Fjallað er meira um þetta í svari við spurningunni Stökkbreytast veirur hraðar en flóknar lífverur? Árið 2020 hafa margir eðlilegar áhyggjur af kórónuveirunni sem veldur sjúkdómnum COVID-19 sem orðinn er að heimsfaraldri. Kórónuveirur eru með RNA-erfðaefni, á formi einsþátta RNA-sameindar, ólíkt DNA sem er tvíþátta kjarnsýra. Einsþátta kjarnsýrur eru mun berskjaldaðri fyrir ytri áhrifum og stökkbreytast þess vegna hraðar. Stökkbreytingar á veirum geta breytt eiginleikum þeirra, til að mynda ytri byggingu, fjölgunargetu og stöðugleika. Breytingar á ytri byggingu geta til dæmis gert veiru kleift að sleppa undan vöktun ónæmiskerfa fjölfruma dýra.
Lituð rafeindasmásjármynd af SARS-CoV-2-veirum sem valda sjúkdómnum COVID-19. Kórónuveirur eru með RNA-erfðaefni sem er einsþátta ólíkt DNA sem er tvíþátta.
Því er eðlilegt að velta fyrir sér hver stökkbreytihraði veirunnar SARS-CoV-2 sem veldur COVID-19 sé, og hvort hann sé hærri en hjá öðrum RNA-veirum? Ef þessi veira stökkbreytist hraðar en aðrar RNA-veirur sem við þekkjum, ættum við þá að hafa meiri áhyggjur? Vísindamenn eru enn að að meta stökkbreytihraðann hjá SARS-CoV-2, en rannsókn Zhao og félaga frá árinu 2004 á hinni náskyldu veiru SARS-CoV-1, greindi hraða hennar sem 0,8 til 2,4 × 10-3. Samanburður við aðrar RNA-veirur sýnir að ólíklegt er að kórónuveirur, þeirra á meðal SARS-CoV-2, hafi hærri stökkbreytihraða en aðrar RNA-veirur. Það er því ekki ástæða til að óttast SARS-CoV-2-veiruna vegna þess að hún stökkbreytist hraðar en aðrar veirur. Hér fyrir neðan er tafla sem sýnir stökkbreytihraða í fjórum gerðum af RNA-veirum. Taflan er þýdd og aðlöguð frá Zhao og félögum 2004. Í þeirri grein er einnig að finna vísanir í frumheimildir sem meta stökkbreytihraðann.
| Veiruflokkur og gerð | Fjöldi stökkbreytinga í basapari á ári |
| Einsþátta RNA-veirur (jákvæður þáttur) – kórónuveirur | |
| Músalifrarbólguveira | 0,4 – 2,8 × 10-2 |
| SARS-CoV-1 | 0,8 – 2,4 × 10-3 |
| Einsþátta RNA-veirur (jákvæður þáttur) – ekki kórónuveirur | |
| Lifrarbólguveira C | 0,8 × 10-3 |
| Gin- og klaufaveikiveira | 6 ×10-3 |
| Einsþátta RNA-veirur (neikvæður þáttur) | |
| Flensuveirur af gerð A | 2,3 × 10-3 |
| Retróveirur | |
| HIV-1 | 1,7 × 10-3 |
| Visnuveira | 1,7 × 10-3 |
Samantekt:
- RNA er með hærri stökkbreytitíðni en DNA
- Kórónuveirur hafa einsþátta RNA erfðaefni.
- Stökkbreytitíðni kórónuveira er svipuð og annara RNA-veira
Heimildir:
- Duffy S. (2018) Why are RNA virus mutation rates so damn high? PLoS Biology 16(8): e3000003. doi: 10.1371/journal.pbio.300000. (Sótt 18.03.2020).
- Xue Y, Wang Q, Long Q, Ng BL, Swerdlow H, Burton J, Skuce C, Taylor R, Abdellah Z, Zhao Y; Asan, MacArthur DG, Quail MA, Carter NP, Yang H, Tyler-Smith C. (2009) Human Y Chromosome Base-Substitution Mutation Rate Measured by Direct Sequencing in a Deep-Rooting Pedigree - ScienceDirect. Current Biology. 19(17):1453-7. doi: 10.1016/j.cub.2009.07.032. (Sótt 18.03.2020).
- Schrider DR, Houle D, Lynch M, Hahn MW. (2013) Rates and Genomic Consequences of Spontaneous Mutational Events in Drosophila melanogaster. Genetics. 194(4):937-54. doi: 10.1534/genetics.113.151670. (Sótt 18.03.2020).
- Zhao Z, Li H, Wu X, Zhong Y, Zhang K, Zhang YP, Boerwinkle E, Fu YX. (2004) Moderate mutation rate in the SARS coronavirus genome and its implications. BMC Evolutionary Biology. 28;4:21.
Mynd:
- File:SARS-CoV-2 49534865371.jpg - Wikipedia. (Sótt 19.03.2020).
Langri spurningu Davíðs S. er hér svarað að hluta.
