कोविडचे चार मार्ग - व्हायरसमुळे विज्ञान बदलले

पाच वर्षांपूर्वी केई सातो त्याचे पुढचे मोठे आव्हान शोधत होते जेव्हा त्याने त्याला - आणि जगाला तोंडावर धडक दिली. व्हायरोलॉजिस्टने अलीकडेच टोकियो विद्यापीठात एक स्वतंत्र गट सुरू केला होता आणि एचआयव्ही संशोधनाच्या गर्दीच्या क्षेत्रात एक कोनाडा तयार करण्याचा प्रयत्न करीत होता. “मला वाटलं,‘ मी पुढील २० किंवा years० वर्षांसाठी काय करू शकतो? ’

त्याला एसएआरएस मध्ये उत्तर सापडले - कोव्ह - 2, कोविडसाठी जबाबदार व्हायरस - 19 साथीचा रोग होता जगभरात वेगाने पसरत आहे? मार्च २०२० मध्ये, अफवा पसरल्यामुळे टोकियोला लॉकडाउनचा सामना करावा लागला ज्यामुळे संशोधन उपक्रम थांबतील, सातो आणि पाच विद्यार्थ्यांनी क्योटोमधील माजी सल्लागारांच्या प्रयोगशाळेत प्रवेश केला. तेथे, त्यांनी व्हायरल प्रोटीनचा अभ्यास करण्यास सुरवात केली जी सार्स - कोव्ह - 2 वापरते शरीराच्या सुरुवातीच्या रोगप्रतिकारक प्रतिक्रियांना शंका? सातोने लवकरच संशोधकांचे एक कन्सोर्टियम स्थापित केले जे व्हायरसवर कमीतकमी 50 अभ्यास प्रकाशित करेल.

अवघ्या पाच वर्षांत, एसएआरएस - कोव्ह - 2 हे ग्रहावरील सर्वात जवळून तपासणी केलेले व्हायरस बनले. उद्धरण डेटाबेस स्कोपसनुसार संशोधकांनी त्याबद्दल सुमारे 150,000 संशोधन लेख प्रकाशित केले आहेत. त्याच काळात एचआयव्हीवर प्रकाशित झालेल्या कागदपत्रांच्या संख्येपेक्षा अंदाजे तीन पट आहे. शास्त्रज्ञांनी आतापर्यंत 17 दशलक्षपेक्षा जास्त एसएआरएस - कोव्ह - 2 जीनोम सीक्वेन्स देखील तयार केले आहेत, जे इतर कोणत्याही जीवांपेक्षा अधिक आहेत. संक्रमणाचा प्रसार होत असताना व्हायरस बदलण्याच्या मार्गांमध्ये याने एक अतुलनीय दृश्य दिले आहे. “यूकेच्या वॉकिंगजवळील पिरब्राइट इन्स्टिट्यूटचे व्हायरलोलॉजिस्ट टॉम मयूर म्हणतात,“ यापूर्वी कधीही साध्य करण्यापेक्षा जास्त रिझोल्यूशनमध्ये रिअल टाइममध्ये (साथीचा रोग) सर्व देशभर (किंवा खंडभर) असलेला पाहण्याची संधी होती.

आता, मागील बाजूने (साथीचा रोग) सर्व देशभर (साथीचा रोग) सर्व देशभर (किंवा खंडभर) असलेला चरण - मिरर व्ह्यू मिररसह, व्हायरलॉजिस्ट इतक्या कमी वेळात विषाणूबद्दल काय शिकता येतील याचा साठा घेत आहेत, यासह, त्याची उत्क्रांती आणि मानवी यजमानांशी त्याचे संवाद. साथीच्या रोगाचे चार धडे येथे आहेत जे काहीजण म्हणतात की त्यास सक्षम बनवू शकतात भविष्यातील (साथीचा रोग) - परंतु केवळ वैज्ञानिक आणि सार्वजनिक - आरोग्य संस्था त्या वापरण्यासाठी त्या ठिकाणी आहेत.

व्हायरल सीक्वेन्स कथा सांगतात

11 जानेवारी 2020 रोजी, ऑस्ट्रेलियाच्या सिडनी विद्यापीठातील व्हायरलोलॉजिस्ट एडवर्ड होम्स यांनी बहुतेक वैज्ञानिकांना जे प्रथम एसएआरएस मानले जाते ते सामायिक केले. त्याला व्हायरोलॉजिस्टकडून डेटा मिळाला होता चीनमधील झांग योंगझेन.

वर्षाच्या अखेरीस, शास्त्रज्ञांनी 300,000 हून अधिक अनुक्रमे म्हणून ओळखल्या जाणार्‍या भांडारात सादर केले होते सर्व इन्फ्लूएन्झा डेटा सामायिक करण्यावर जागतिक पुढाकार (जीआयएसएआयडी). व्हायरसच्या त्रासदायक रूपे घेतल्यामुळे डेटा संकलनाचा दर केवळ तेथून वेगवान झाला. काही देशांनी एसएआरएस अनुक्रमात प्रचंड संसाधने नांगरणी केली - कोव्ह - 2: त्यांच्या दरम्यान, युनायटेड किंगडम आणि अमेरिकेने 8.5 दशलक्षाहून अधिक योगदान दिले (‘व्हायरल जीनोम रॅली’ पहा). दरम्यान, दक्षिण आफ्रिका, भारत आणि ब्राझीलसह इतर देशांमधील शास्त्रज्ञांनी हे सिद्ध केले की कार्यक्षम पाळत ठेवणे कमी - संसाधन सेटिंग्जमध्ये चिंताजनक रूपे शोधू शकते.

पूर्वीच्या साथीच्या रोगांमध्ये, जसे की २०१–-१– वेस्ट आफ्रिकन इबोला उद्रेक, संक्रमण पसरल्यामुळे व्हायरस कसा बदलत आहे याचा मागोवा घेण्यासाठी अनुक्रमित डेटा हळू हळू आला. परंतु हे पटकन स्पष्ट झाले की सार्स - कोव्ह - 2 अनुक्रम अभूतपूर्व खंड आणि वेगवान होतील, असे बेसलमधील स्विस ट्रॉपिकल आणि पब्लिक हेल्थ इन्स्टिट्यूटमधील जीनोमिक एपिडेमिओलॉजिस्ट एम्मा हॉडक्रॉफ्ट म्हणतात. ती काम करते नेक्सट्रेन नावाचा प्रयत्न, जो इन्फ्लूएंझा सारख्या व्हायरसचा मागोवा घेण्यासाठी जीनोम डेटा वापरतो, त्यांचा प्रसार अधिक चांगल्या प्रकारे समजण्यासाठी. "आम्ही यापैकी बर्‍याच पद्धती विकसित केल्या आहेत की सिद्धांतानुसार, खूप उपयुक्त ठरू शकले असते," होडक्रॉफ्ट म्हणतात. “आणि अचानक, २०२० मध्ये आम्हाला ठेवण्याची आणि दर्शविण्याची संधी मिळाली.”

सुरुवातीला, एसएआरएस - कोव्ह - 2 अनुक्रम डेटा वापरला गेला त्याच्या केंद्रस्थानी विषाणूचा प्रसार शोधा वुहान, चीन आणि नंतर जागतिक स्तरावर. याने मुख्य सुरुवातीच्या प्रश्नांची उत्तरे दिली - जसे की विषाणू लोकांमध्ये किंवा त्याच प्राण्यांच्या स्त्रोतांमधून मानवांमध्ये मोठ्या प्रमाणात पसरला की नाही. डेटामध्ये भौगोलिक मार्ग उघडकीस आले ज्याद्वारे व्हायरसने प्रवास केला आणि पारंपारिक महामारीविज्ञानाच्या तपासणीपेक्षा त्यांना अधिक द्रुतगतीने दर्शविले. नंतर, वेगवान - व्हायरसचे रूपे प्रसारित करणे सुरू झाले आणि हायपरड्राईव्हमध्ये अनुक्रम लॅब पाठविले. चिंताजनक व्हायरल बदलांच्या शोधात सतत सीक्वेन्स डेटाद्वारे वैज्ञानिक आणि हौशी व्हेरिएंट ट्रॅकर्सचे जागतिक सामूहिक सामूहिक.

वॉशिंग्टनच्या सिएटल येथील फ्रेड हचिन्सन कॅन्सर सेंटरमधील व्हायरल उत्क्रांती जीवशास्त्रज्ञ जेसी ब्लूम म्हणतात, “काय बदलत आहे हे पाहण्यासाठी या विषाणूच्या उत्क्रांतीचा जबरदस्त तपशीलवार शोध घेणे शक्य झाले. लाखो सार्स - कोव्ह - 2 जीनोम हातात, संशोधक आता परत जाऊन व्हायरसच्या उत्क्रांतीवरील अडचणी समजून घेण्यासाठी त्यांचा अभ्यास करू शकतात. "हे असे काहीतरी आहे जे आम्ही यापूर्वी कधीही करू शकलो नाही," होडक्रॉफ्ट म्हणतात.

व्हायरस अपेक्षेपेक्षा जास्त बदलतात

यापूर्वी कोणीही एसएआरएस - कोव्ह - 2 चा अभ्यास केला नव्हता, म्हणून वैज्ञानिक ते कसे जुळवून घेईल याबद्दल स्वतःच्या गृहितकांसह आले. अनेकांना दुसर्‍या आरएनए विषाणूच्या अनुभवांनी मार्गदर्शन केले गेले ज्यामुळे श्वसन संक्रमण होते: इन्फ्लूएंझा. होडक्रॉफ्ट म्हणतात, “आमच्याकडे इतर श्वसन विषाणूंविषयी फारशी माहिती नव्हती ज्यामुळे साथीचा रोग होऊ शकतो.

इन्फ्लूएंझा प्रामुख्याने माध्यमातून पसरतो उत्परिवर्तन संपादनयामुळे ते लोकांच्या प्रतिकारशक्तीपासून बचाव करण्यास अनुमती देतात. २०१ before पूर्वी कोणालाही एसएआरएस - कोव्ह - २ मध्ये संक्रमित झाले नव्हते म्हणून, लोकांच्या रोगप्रतिकारक यंत्रणेद्वारे त्यावर भरीव दबाव आणल्याशिवाय अनेक वैज्ञानिकांनी जास्त व्हायरल बदल होण्याची अपेक्षा केली नव्हती, संक्रमणाद्वारे किंवा त्याहून अधिक चांगले, लसीकरण.

अल्फा आणि डेल्टा सारख्या वेगवान - संक्रमित, एसएआरएसचे डेडलर रूपे - कोव्ह - 2 चे उदय, काही लवकर गृहितक नष्ट झाले. २०२० च्या सुरूवातीसही, एसएआरएस - कोव्ह - 2 ने एकच अमीनो - acid सिड बदल उचलला ज्याने त्याचा प्रसार मोठ्या प्रमाणात वाढविला. बरेच लोक अनुसरण करतील.

होम्स म्हणतात, “मी जे चुकलो आणि अपेक्षित केले नाही की ते फेनोटाइपिकली किती बदलू शकेल,” होम्स म्हणतात. "आपण संक्रमितता आणि व्हायरलन्समध्ये हे आश्चर्यकारक प्रवेग पाहिले." हे सूचित करते की एसएआरएस - कोव्ह - 2 विशेषत: लाखो शहर वुहानमध्ये उदयास आले तेव्हा लोकांमध्ये पसरण्यासाठी चांगले रुपांतर झाले नाही. ते कमी दाट लोकवस्तीच्या सेटिंगमध्ये फार चांगले बाहेर पडू शकले असते.

होम्स आश्चर्यचकित करते की, साजरा केलेल्या बदलाचा वेगळा वेग फक्त एसएआरएस - कोव्ह - 2 चा मागोवा घेतला गेला हे केवळ एक उत्पादन होते की नाही. त्याच ठरावावर लोकसंख्येसाठी नवीन असलेल्या इन्फ्लूएंझा ताणाचा उदय झाल्यास संशोधकांना समान दर दिसेल काय? ते निश्चित करणे बाकी आहे.

एसएआरएस - कोव्ह - 2 ने घेतलेल्या प्रारंभिक राक्षस लीप्सने एक बचत कृपेने आली: लस आणि मागील संक्रमणांद्वारे वितरित संरक्षणात्मक प्रतिकारशक्तीवर त्यांचा तीव्र परिणाम झाला नाही. परंतु 2021 च्या उत्तरार्धात ऑमिक्रॉन व्हेरिएंटच्या उदयामुळे ते बदलले, जे त्याच्या ‘स्पाइक’ प्रोटीनमध्ये बदलांनी भरलेले होते ज्यामुळे अँटीबॉडीच्या प्रतिक्रियांना चकित करण्यास मदत होते (स्पाइक प्रोटीन व्हायरसला होस्ट पेशींमध्ये प्रवेश करण्यास परवानगी देते). ब्लूमसारख्या शास्त्रज्ञांना हे बदल सलग पोस्टमध्ये किती वेगाने दिसू लागले यावर आश्चर्यचकित केले गेले आहे. ओमिक्रॉन रूपे.

आणि हे ओमिक्रॉनचे सर्वात आश्चर्यकारक पैलू देखील नव्हते, असे यूकेच्या केंब्रिज विद्यापीठातील व्हायरलॉजिस्ट रवींद्र गुप्ता म्हणतात. व्हेरिएंट उदयास आल्यानंतर लवकरच त्याच्या टीमला आणि इतरांच्या लक्षात आले की, मागील एसएआरएसच्या विपरीत, डेल्टा सारख्या 2 रूपे जसे की फुफ्फुसाच्या खालच्या - वायुमार्गाच्या पेशींना अनुकूल, ओमिक्रॉनने वरच्या वायुमार्गास संक्रमित करण्यास प्राधान्य दिले. "((साथीचा रोग) सर्व देशभर (किंवा खंडभर) साथीच्या काळात व्हायरसने आपल्या जैविक वर्तनात बदल केला आहे हे दस्तऐवजीकरण करणे अभूतपूर्व होते," गुप्ता म्हणतात.