Manufaktur industri
Industri Internet of Things | bahan industri | Pemeliharaan dan Perbaikan Peralatan | Pemrograman industri |
home  MfgRobots >> Manufaktur industri >  >> Industrial materials >> Biologis

Mendekode Genom SARS-CoV-2 – Asal

Pandemi COVID-19 yang sedang berlangsung merupakan ancaman global terhadap sistem kesehatan masyarakat dan telah memukul ekonomi dunia dengan keras. Penyebab pandemi ini, SARS-CoV-2, bukanlah flu biasa. Virus ini mempengaruhi saluran pernapasan atas dan bawah, mengganggu proses inti kehidupan, pernapasan, dan karenanya mematikan. Per 6 April 2020, Worldometer telah melaporkan 1.337.166 kasus dengan 74.176 kematian di seluruh dunia.

Meneliti SARS-CoV-2 pada tingkat genom akan memberikan wawasan untuk memahami asal-usul virus ini. Ini juga akan membantu para ilmuwan merancang alat diagnostik untuk mendeteksi patogen tak terlihat ini dan memfasilitasi penemuan terapi untuk meminimalkan hilangnya nyawa.

Memahami Genom SARS-CoV-2

Virus adalah agen infeksi yang membutuhkan inang hidup untuk berkembang dan bereplikasi. Juga, SARS-COV-2 adalah virus RNA untai tunggal dengan genom hampir 30 kb basa nukleotida dengan 12 kerangka pembacaan terbuka diduga. Tak lama setelah epidemi dimulai pada Desember 2019, para ilmuwan China mengurutkan genom SARS-CoV-2. Berbagai kelompok ilmiah telah merilis sekuens genomik lengkap SARS-CoV-2 dalam beberapa minggu terakhir. Ini tersedia untuk umum di Genbank dan Database Coronavirus.

Asal usul Virus SARS-CoV-2

Selama wabah seperti ini, teori konspirasi non-ilmiah dapat menghasilkan bias yang tidak perlu terhadap negara, komunitas, dan budaya. SARS-CoV-2 tidak terkecuali, dan situasinya hanya diperburuk oleh platform media sosial yang menjamur saat ini. Adalah kewajiban kita untuk melihat musuh yang tidak terlihat ini melalui lensa ilmiah yang rasional. Berdasarkan analisis genom, SARS-CoV-2 adalah virus yang berkembang secara alami dan bukan strain lab sintetis 1,2 . Para ilmuwan telah mengurutkan genom lengkap lebih dari 100 galur SARS-CoV-2 yang dikumpulkan dari berbagai wilayah di dunia. Ternyata strain ini lebih dari 99,5% identik pada tingkat nukleotida. Ini menunjukkan bahwa galur tidak banyak bermutasi di berbagai wilayah, seolah-olah virus sudah memiliki tingkat infeksi dan virulensi yang tinggi.

Di masa lalu, dua virus corona lainnya telah mendapat perhatian global. Ini adalah SARS-CoV, Cina, 2002, dan MERS-CoV, Arab Saudi, 2012. Kedua virus sebelumnya terbukti berasal dari kelelawar. Berdasarkan pengetahuan sejarah ini, para ilmuwan mengurutkan virus corona dari kelelawar dan menunjukkan bahwa CoV Kelelawar (RaTG13 ) adalah 96,2% identik dengan SARS-COV-2, sehingga mengkonfirmasi asal usul zoonosis dari yang terakhir. 2 Virus corona sering menggunakan pembawa perantara sebelum menginfeksi manusia. Menariknya, sekitar Oktober 2019 laporan tentang Trenggiling Malaya mati dengan paru-paru dan gejala fibrosis berbusa di pusat Penyelamatan Satwa Liar Guangdong di Cina mendorong para ilmuwan untuk mengisolasi metagenom mereka. Memang, data metagenom dari trenggiling mati mengandung virus corona! 3

Menariknya, di seluruh tingkat genom, SARS-CoV-2 hampir 91% identik dengan CoV Trenggiling Malaya, yang menunjukkan bahwa Trenggiling bisa menjadi inang perantara.

Apa itu Trenggiling? Mereka adalah mamalia pemakan semut yang sangat diminati di Asia untuk digunakan dalam pengobatan tradisional Tiongkok serta untuk dagingnya, yang oleh banyak orang dianggap sebagai kelezatan. Mereka juga mamalia yang paling banyak diperdagangkan saat ini dalam perdagangan satwa liar ilegal.

SARS-CoV-2 berbeda dari virus corona lain yang diketahui, dengan identitas urutan 88% atau kurang. Berdasarkan analisis filogenetik, SARS-CoV-2 yang terlihat pada manusia, kelelawar (RaTG13) dan Trenggiling Malaya adalah kelas baru dari beta coronavirus. Hampir 35 jenis strain virus corona yang berbeda dari berbagai belahan dunia dan dari organisme yang berbeda telah dianalisis di seluruh tingkat genom. SARS-CoV-2, yang ditunjukkan dengan warna biru di bawah, adalah kelas baru dari virus corona beta (Gambar 1).

Bagaimana Virus Corona Masuk ke Inang?

Salah satu protein dalam virus corona yang disebut protein Spike tampaknya memainkan peran penting dalam proses ini. Protein Spike adalah mesin molekuler multifungsi yang terdiri dari dua subunit utama, S1 dan S2. Protein Spike pertama-tama berikatan dengan reseptor pada permukaan sel inang melalui subunit S1-nya dan kemudian menggabungkan virus dan membran inang melalui subunit S2-nya. Domain di S1 ​​dari virus corona yang berbeda mengenali berbagai reseptor inang, yang mengarah ke perlekatan virus. Receptor Binding Domain (RBD) yang merupakan 193 asam amino mengikat dan menghubungkan dengan sel inang. Reseptor untuk SARS-CoV-2 pada manusia adalah Angiotensin Converting Enzyme 2 (ACE2). ACE2 melekat pada permukaan luar membran sel di paru-paru, arteri, jantung, ginjal dan usus. ACE2 menurunkan tekanan darah dengan mengkatalisis pembelahan angiotensin II, suatu peptida vasokonstriktor menjadi angiotensin1-7, suatu vasodilator. Sayangnya, ACE2 juga tampaknya menjadi titik masuk populer untuk virus corona.

Urutan Trenggiling CoV dan SARS-CoV-2 sangat terkonservasi di wilayah RBD, menunjukkan bahwa potensi patogen virus sangat mirip antara Trenggiling CoV dan SARS-CoV-2. Residu asam amino kunci, yang menentukan pengikatan, adalah identik antara Trenggiling CoV dan SARS-CoV-2 dalam keselarasan urutan (ditandai dengan kotak biru pada Gambar 2a) dan asam amino kunci (LFQSNY) yang ditunjukkan di atas kartun pada Gambar 2b . Menariknya, RBD kelelawar SARS-CoV-2 berbeda dalam 17 residu asam amino, yang mencakup lima residu penting untuk mengikat 3 . Berdasarkan analisis data sekuens, orang dapat berspekulasi bahwa bat-SARS-CoV-2 mungkin tidak memiliki residu kunci untuk mengikat protein ACE2 dari sel inang untuk memicu infeksi. Ini akan membutuhkan eksperimen untuk mengonfirmasi.

Seperti disebutkan sebelumnya, protein Spike mengandung dua domain fungsional:domain pengikat reseptor dan domain kedua yang berisi urutan yang memediasi fusi virus dan membran sel. Glikoprotein Spike harus dipecah oleh protease sel untuk memungkinkan pemaparan urutan fusi dan karenanya diperlukan untuk masuknya sel. Perbandingan urutan situs pembelahan S1/S2 dari Trenggiling CoV dan kelelawar-SARS-CoV-2 menunjukkan penyisipan motif pengenalan furin. Hal ini menunjukkan mekanisme yang berbeda untuk masuknya genom virus ke dalam sitoplasma inang untuk replikasi seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3.

Apa peran motif pengenalan furin? Pada manusia, motif pengenalan furin (PRRARSV) dikenali oleh protein FURIN, anggota keluarga S8 dari peptidase mirip subtilisin yang membantu menghilangkan bagian protein untuk mengubah konformasinya dari keadaan tidak aktif ke keadaan aktif.

Telah disarankan bahwa akuisisi situs pembelahan furin ini mungkin merupakan 'perolehan fungsi' yang memungkinkan CoV kelelawar untuk melompat ke manusia dan memulai penyebaran epidemi saat ini. Ini mungkin jalan potensial untuk mengeksplorasi obat baru yang menargetkan pemblokiran motif ini untuk mencegah replikasi virus di dalam inang. 

Dengan demikian, pemeriksaan cermat terhadap protein Spike pada SARS-CoV-2 menunjukkan RBD yang dioptimalkan, motif pengenalan furin, seperti beberapa virus corona MERS, dan kemampuannya untuk mengikat protein ACE2 dengan kuat. Ini menunjukkan proses seleksi alam sedang bermain. Peristiwa rekombinasi alami pada virus yang menginfeksi inang bersama telah terbukti meningkatkan jangkauan inangnya, sementara juga meningkatkan virulensi dan adaptasi virus. Data genom SARS-CoV-2 dengan tulang punggung kelelawar (RaTG13) dan CoV trenggiling sekali lagi menunjukkan bahwa ini adalah virus yang dihasilkan oleh rekombinasi alami .

Apa Donor Langsung SARS-CoV-2 ke Manusia?

Urutan SARS-CoV-2 memiliki campuran kelelawar-SARS-CoV (RaTG13) serta wilayah CoV Trenggiling yang dilestarikan yang hanya dapat terjadi selama rekombinasi genom virus ini. Juga, peningkatan fungsi, seperti yang terlihat dengan motif pengenalan furin melibatkan rekombinasi virus lain. Agar rekombinasi terjadi, masuk akal jika harus ada inang alami yang menampung genom virus ini. Apakah itu trenggiling lain? Atau hewan liar lainnya di pasar makanan laut Wuhan? Ini masih belum diketahui. Memahami asal usulnya dapat membantu mencegah wabah jenis virus dan pandemi global di masa mendatang.

Untuk informasi lebih lanjut, silakan hubungi kami:https://www.3dsbiovia.com/about/contact/.


Biologis

  1. IC 555
  2. Rumus Kuadrat
  3. Decoding 'Industry 4.0'
  4. Pendekatan Rantai Pasokan untuk Memecahkan Tantangan Coronavirus
  5. Akankah Wabah Virus Corona Menjadi Peringatan untuk Rantai Pasokan Global?
  6. Virus Corona Menghancurkan Rantai Pasokan Tradisional
  7. Enam Strategi Rantai Pasokan Minyak dan Gas di Era Coronavirus
  8. Virus Corona Dapat Memacu Berakhirnya Data Pengiriman yang Buruk
  9. Bagaimana Ilmu Data Membantu Memerangi Wabah Coronavirus
  10. 5 W dari Sensor RapidPlex SARS-CoV-2