U virusu koji ukupno ima samo 15 gena, saznanje više o ovom i drugim preklapajućim genima – ili “genima unutar gena” – moglo bi imati značajan utjecaj na način na koji se borimo protiv virusa.
Novi gen danas je opisan u časopisu eLife .
https://scitechdaily.com/
“Preklapajući se, geni mogu biti jedan od arsenala načina na koje su se koronavirusi razvili kako bi se učinkovito replicirali, osujetili imunitet domaćina ili se sami prenijeli“, rekao je vodeći autor Chase Nelson, postdoktorski istraživač iz Academia Sinica na Tajvanu i gostujući znanstvenik na Američki prirodoslovni muzej.
“Znanje da geni koji se preklapaju i kako oni funkcioniraju može otkriti nove načine za kontrolu koronavirusa, na primjer putem antivirusnih lijekova.”
Istraživački tim identificirao je ORF3d, novi preklapajući gen u SARS-CoV-2 koji ima potencijal za kodiranje proteina koji je dulji nego što se slučajno očekivalo.
Otkrili su da je ovaj gen prisutan i u prethodno otkrivenom pangolin koronavirusu, što možda odražava opetovani gubitak ili dobitak ovog gena tijekom evolucije SARS-CoV-2 i srodnih virusa.
Uz to, ORF3d je neovisno identificiran i pokazano je da izaziva snažan odgovor antitijela u bolesnika s COVID-19, pokazujući da se protein novog gena proizvodi tijekom infekcije ljudima.
“Još ne znamo njegovu funkciju ili postoji li klinički značaj”, rekao je Nelson.
„Ali predviđamo da je malo vjerojatno da će ovaj gen biti otkriven odgovorom T-stanica, za razliku od odgovora antitijela. A možda to ima neke veze s tim kako je gen mogao nastati. “
Na prvi pogled geni se mogu činiti kao pisani jezik time što su sačinjeni od nizova slova (u RNA virusima, nukleotidima A, U, G i C) koji prenose informacije.
No dok su jedinice jezika (riječi) diskretne i ne preklapaju se, geni se mogu preklapati i višenamjenski, a informacije se kriptično kodiraju ovisno o tome gdje započinjete s “čitanjem”. Gene koji se preklapaju teško je uočiti, a većina znanstvenih računalnih programa nije stvorena da ih pronađe. Međutim, česte su kod virusa.
To je djelomično zato što RNA virusi imaju visoku stopu mutacija, pa imaju tendenciju održavati nizak broj svojih gena kako bi spriječili velik broj mutacija. Kao rezultat toga, virusi su razvili svojevrsni sustav kompresije podataka u kojem jedno slovo u njegovom genomu može pridonijeti dvama ili čak tri različita gena.
“Nedostatak preklapajućih gena dovodi nas u opasnost da previdimo važne aspekte virusne biologije”, rekao je Nelson. „Što se tiče veličine genoma, SARS-CoV-2 i njegovi srodnici među najdužim su RNA virusima koji postoje. Stoga su možda skloniji ‘genomskim trikovima’ od ostalih RNA virusa. “
Prije pandemije, dok je radio u Muzeju kao Gerstnerov stipendist za bioinformatiku i računalnu biologiju, Nelson je razvio računalni program koji prikazuje genome za uzorke genetskih promjena koji su jedinstveni za preklapajuće gene. Za ovo istraživanje Nelson se udružio s kolegama iz institucija, uključujući Tehničko sveučilište u Münchenu i Sveučilište Kalifornija, Berkeley , kako bi primijenio ovaj softver i druge metode na bogatstvo novih podataka o sekvencama dostupnih za SARS-CoV-2.
Grupa se nada da će drugi znanstvenici istražiti gen koji su otkrili u laboratoriju kako bi definirali njegovu funkciju i eventualno utvrdili koju bi ulogu mogao igrati u nastanku pandemijskog virusa.
Referenca: „Dinamički razvijajući gen koji se preklapa kao faktor u pandemiji SARS-CoV-2“ autora Chasea W Nelsona, Zacharyja Arderna, Tonyja L Goldberga,Chen Menga, Chen-Hao Kuo, Christine Ludwig, Sergios-Orestisa Kolokotronisa i Xinzhu Wei , 1. listopada 2020., eLife .
Financiranje ovog istraživanja osigurali u : Academia Sinica, vlada Bavarske i 12 National Philanthropic Trust, Američka nacionalna zaklada za znanost (brojevi potpora 1755370 i 1758800, te Sveučilište Wisconsin-Madison).
Pripremila: mr. sc. Arna Šebalj
HOP