Gesundheit

Mit der Entschlüsselung des coronavirus-Genoms, Wissenschaftler versuchen, die Oberhand gegen COVID-19

Der genetische code des Corona-Virus, dass Ursachen COVID-19 ist nur etwa 30.000 Zeichen lang sein, aber was für eine Geschichte Sie erzählt.

Diese Nukleotide verbergen Geheimnisse des virus‘ Vergangenheit, einschließlich seiner Herkunft, seinen Durchgang zwischen den Familien und seine Reise zu Fernen Häfen. Sie signalisieren, wie lange es schon im großen und ob es verbergen, indem Sie infizieren Menschen, die zeigen nach außen hin keine Anzeichen von Krankheit. Und Sie zeigen den Weg, um Medikamente, Impfstoffe und Strategien für das öffentliche Gesundheitswesen, die möglicherweise bringen Sie einem außer Kontrolle geratenen Krise unter Kontrolle.

Entsperren all das erfordert eine Kombination von teamwork und Technologien, die nicht existieren, wenn die SARS-Epidemie ausbrach, vor fast 20 Jahren. Aber heute, wenn ein tödliches virus explodiert wie aus dem nichts, Genetiker sind unverzichtbare Akteure in der internationalen Spiel des whodunit-Krimis.

„Jetzt können wir wirklich bekommen, eine viel umfangreichere version dieses puzzle,“ sagte Dr. Liliana Brown, leitet das office of genomics and advanced technology an der National Institute of Allergy and Infectious Diseases.

Für viel des 20 Jahrhunderts, die zentrale Technik der Keim-Jagd wurde ein arbeitsintensiver Prozess, das sogenannte contact tracing. Es beginnt mit einer Suche nach der person oder Personen, die waren die ersten, die infiziert werden. Dann wird die Suche erweitert, um den Menschen den ersten Patienten, die mit interagiert, dann diejenigen, die Sie mit interagiert, und so weiter.

Mit Glück, das Ergebnis ist ein Zeit-Stempel-Karte der Keim der spread beinhaltet, dass jeder Fall von Krankheit, Tod und Genesung. Diese Untersuchungen geben Rückschlüsse und Erkenntnisse darüber, wie sich ein Erreger ausbreiten, wie tödlich es ist, und welche Maßnahmen—einschließlich Quarantäne, Schulschließungen und Reisebeschränkungen—könnte langsam seine übertragung.

Noch contact tracing ist eine unvollkommene Verfahren, die sich auf Völker‘ Erinnerungen, Ihre Offenheit, und eine Abwesenheit von zufälligen Begegnungen mit fremden. Mit der Genomik, können die Wissenschaftler die Folgen der progression von Mutationen von patient zu patient und schaffen Verbundenheit unter Ihnen.

Können, füllen Lücken, die durch Erinnerungslücken oder verschweigen. Es können auch neue fahne und quälend Mittel für die Datenübertragung zwischen weit entfernten fremden—durch öffnungen oder Rohre Verknüpfung apartments, zum Beispiel, oder durch luftgetragene Partikel Verweilen länger als erwartet.

„Genomik hat sich komplett verwandelt unsere Fähigkeit zu verfolgen Viren zu verstehen und zu verbreiten“, sagte Kristian Andersen, ein Pionier in diesem aufstrebenden Bereich, der am Scripps Research Translational Institute in La Jolla. „Wir gewinnen an Einsichten, die zuvor nicht möglich.“

Ein virus ermöglicht, seine Geheimnisse ein-mutation zu einer Zeit. Wie es geht von Rechner zu Rechner, oder die Bevölkerung auf die Bevölkerung, die Sie ständig Schuppen, Gewinne oder lediglich überarbeitet, die Sequenzen, die ihn definieren.

Bewaffnet mit leistungsstarken Computer und eine reifende Verständnis davon, wie Gene Funktion, und ändern Sie, die Genetiker, Suche durch die Heuschober von Daten für die Nadeln, die Ihnen die Oberhand.

So zu tun, brechen Sie die DNA-oder RNA-Sequenzen des viralen Proben von verschiedenen Menschen oder Tieren. Dann stapeln Sie diese Sequenzen auf der jeweils anderen, um zu sehen, wie und wo Sie sich geändert haben. Mit genügend Proben, können Sie rekonstruieren ein „Baum“ viral Abstieg.

Bei einem Blick in den Baum-Stamm—bei den gemeinsamen Vorfahren aller samples, die Sie finden können, einen Ausbruch zu den frühesten Patienten. Das kann den Wissenschaftlern helfen, festzustellen, wenn das virus zuerst kolonisierten Menschen und Schränken Sie die Liste der Tierarten, die möglicherweise bebrütet es.

Sie können peer weiter in die Zweige aufzulesen Erkenntnisse darüber, wer infiziert wen, wie schnell der übertragung aufgetreten ist, und ob Mutationen auf dem Weg gemacht das virus ansteckender oder mehr tödlich.

Wenn die genetische Diversität der Proben scheint unglaublich breit ist, müssen die Forscher entdecken Sie die neuen Möglichkeiten über das virus Sie es zu tun haben.

Vielleicht hat es infiziert, weit mehr Menschen als zunächst gedacht, aber die Ausbreitung ohne Symptome hervorruft. Vielleicht ist es starteten mehrere Angriffe auf Menschen aus Ihrer home base in Tiere. Oder hätte es kursiert harmlos im Menschen für Jahre und vor kurzem erwarb eine mutation, die bewirkt, dass seine Gastgeber zu erkranken.

In etwas mehr als einem Jahrzehnt, diese Art von genetischer Detektivarbeit—die Wissenschaftler nennen es phylodynamic Analyse—hat die Art verändert, wie Krankheit Detektive untersuchen einen Ausbruch.

Genomische Analysen des Ebola-virus auftauchte, mehrere Punkte während seiner dreijährigen Herrschaft des Terrors, als es schien, um besser im springen von person zu person und demonstriert den Wert der Schließung der Grenze zwischen Sierra Leone und Liberia.

Studien des Zika-virus ergab, dass es wurde schädlich für Föten im Jahr 2013, während die in Französisch-Polynesien, mehr als ein Jahr zuvor, löste es eine Welle von Geburtsschäden in Brasilien.

Genetische Sequenzierung geholfen identifiziert Fledermäuse als Ursprung des virus, verantwortlich für das Middle East respiratory syndrome und Kamele, wie die Tiere, die vermittelt MERS auf den Menschen übertragen.

So weit, chinesische Wissenschaftler haben sequenziert das vollständige Genom von mindestens 115 Proben der COVID-19 coronavirus und gemeinsam die details mit der internationalen Gemeinschaft der Genetiker, die scheuern Sie eine Suche nach Antworten.

Bereits diese Sequenzen haben Hinweise darauf geliefert, dass das virus entstand in einem wildlife-host vor dem Sprung auf den Menschen. Fledermäuse sind die prime vermuten, da es wenig bis kein Unterschied zwischen der RNA von der viralen Proben von Fledermäusen in und um Wuhan und von Proben von Menschen wurden ins Krankenhaus mit einer Lungenentzündung unbekannter Herkunft in der Ausbruch ist noch sehr früh.

Das gleiche Muster—ein Baum mit Fledermäusen an der Basis des Stammes, die ersten menschlichen Patienten in Wuhan nur eine Stufe über Ihnen und der jüngsten Opfer auf immer breitere Sektoren—erlaubt hat Wissenschaftler bis heute den virus “ entstehen, in die Menschen, bis irgendwann um Anfang Dezember.

Als zufällige profitieren, die Sequenzierung Arbeit zur Verfügung gestellt hat wissenschaftliche Bestätigung von Chinas Ansprüche über das management der Epidemie. Die chinesischen Behörden haben geltend gemacht, Sie reagiert schnell, um die Entstehung eines gefährlichen neuen virus, und Sie haben nichts wieder von dem chinesischen Volk oder der internationalen Gemeinschaft. So weit, die genetischen Daten, die Sie geteilt haben, mit der Welt empfehlen, das ist wahr.

Das war nicht immer der Fall. Im Jahr 2003, Beamten verborgen, der Ausbruch des schweren akuten respiratorischen Syndrom, oder SARS im südlichen China, so dass das virus zu verbreiten und in 16 anderen Ländern und töten 774 Menschen.

Schließlich, die Kombination von genetischen sequencing-Technologie mit altmodischen Krankheit der Jagd gegeben hat Wissenschaftlern einen seltenen Einblick in die evolution in Echtzeit.

Beobachten in langlebigen Organismen wie Menschen, würden Sie Tausende von Jahren. Aber Viren verändern sich ständig, und durch das durchforsten von Proben aus einem einzigen Ausbruch, können die Forscher erfassen die subtilen Prozess der Anpassung, das mit erstaunlicher Klarheit.

Sogar eine winzige Verschiebung enthüllen könnte ein entscheidender moment, wenn das virus mutiert in der Weise, dass entweder erhöhen Ihre fitness oder Zauber zu seinem Tod, sagte Dr. Marc Suchard, ein biomathematician an der UCLA, der studiert hat, die Entwicklung von HIV und influenza.

Bewaffnet mit der dynamischen details eines virus‘ life cycle, können die Wissenschaftler mehr tun, als zu bestätigen, Ihre Vermutungen darüber, wie die Natürliche Selektion wählt einen Gewinner, Suchard sagte. Sie können helfen, Antworten auf einige der am gewichtigsten Fragen: Wer sollte sich impfen lassen ersten? Wird eine Quarantäne-Arbeit? Wann tröstlich kulturellen Praktiken gefährden, Gemeinschaft Sicherheit?