دانشمندان با استفاده از روش‌های تجزیه و تحلیل ژنتیکی جدید، 40 ویروس ناشناخته را کشف کرده‌اند که می‌توانند باعث بیماری‌های همه‌گیر شوند.
به گزارش تکناک، این تحقیقات نشان می‌دهد که تبادل مادۀ ژنتیکی بین گونه‌های مختلف ویروس‌ها، می‌تواند باعث ایجاد ویروس‌های جدید با خصوصیات تغییر یافته و تهدیدآمیز شود. این ویروس‌های جدید، که اغلب در میزبان‌هایی مانند ماهی‌ها یافت شده‌اند، می‌توانند خصوصیاتی مانند پروتئین‌های تیزک (spike proteins) خود را تغییر دهند و به این ترتیب، پتانسیل انتقال به انسان‌ها را داشته باشند.
ویروس‌ها مانند ویروس SARS-CoV-2 این امکان را دارند که همه‌گیری‌های عظیمی ایجاد کنند. آنها جدید نیستند امّا از نظر ژنتیکی تغییر کرده‌اند. تجزیه و تحلیل‌های ژنتیکی جدید نشان می‌دهد که تبادل مواد ژنتیکی بین گونه‌های مختلف ویروس می‌تواند پاتوژن‌های جدیدی با ویژگی‌های تغییر یافته و تهدیدکننده‌تر ایجاد کند. این مطالعه در مقیاس بزرگ توسط ویروس‌شناسان مرکز تحقیقات سرطان آلمان (DKFZ) انجام شد.
روشی جدید برای کشف ویروس‌ها
استفان سیتز که رهبری این تحقیق را برعهده داشت، می‌گوید: با استفاده از یک روش جدید تجزیه و تحلیل به کمک کامپیوتر، ما 40 نیدویروس ناشناخته را در مهره‌داران مختلف از ماهی گرفته تا جوندگان کشف کردیم، از جمله 13 ویروس کرونا که در آنها وجود داشت. با کمک کامپیوترهایی با کارایی بالا، گروه تحقیقاتی حدود 300000 مجموعه داده را غربال کرده است.
سیتز در این باره توضیح می‌دهد: این واقعیت که ما اکنون می‌توانیم چنین حجم عظیمی از داده‌ها را در یک حرکت تجزیه و تحلیل کنیم، چشم اندازهای کاملا جدیدی را نشان می‌دهد.
تحقیقات ویروسی هنوز در مراحل ابتدایی نسبی خود است. تنها کسری از همۀ ویروس‌های موجود در طبیعت شناخته شده‌اند، به ویژه آنهایی که باعث بیماری در انسان، حیوانات اهلی و محصولات می‌شوند. بنابراین روش جدید، نوید یک جهش کوانتومی در دانش با توجه به مخزن ویروس طبیعی را می‌دهد.
استفان سیتز و همکارانش داده‌های ژنتیکی مهره‌داران که در پایگاه‌های داده علمی ذخیره شده است را از طریق رایانه‌های با کارایی بالا با سؤالات جدید ارسال کردند. آنها به دنبال حیوانات آلوده به ویروس برای به دست آوردن و مطالعۀ مواد ژنتیکی ویروسی در مقیاس بزرگ بودند. تمرکز اصلی بر روی به اصطلاح نیدوویروس‌ها بود که شامل خانوادۀ کرونا می‌شود.
کشف و تجزیه و تحلیل نیدوویروس‌ها
نیدویروس‌ها که مادۀ ژنتیکی آنها از RNA (ریبونوکلئیک اسید) تشکیل شده است، در مهره‌داران گسترده هستند. این گروه از گونه‌های غنی از ویروس‌ها، یک سری ویژگی‌های مشترک دارند، که آنها را از سایر ویروس‌های RNA متمایز و ارتباط آنها را مستند می‌کند. در غیر این صورت، نیدوویروس‌ها از نظر اندازۀ ژنوم با یکدیگر بسیار متفاوت هستند.
یک کشف در رابطه با ظهور ویروس‌های جدید در این تحقیق دیده شد. جالب است که در حیوانات میزبان که به‌طور همزمان با ویروس‌های مختلف آلوده می‌شوند، ترکیب مجدد ژن‌های ویروسی می‌تواند در طول تکثیر ویروس رخ دهد.
سیتز در این باره می‌گوید: در ظاهر نیدوویروس‌هایی که ما در ماهی‌ها کشف کردیم، اغلب مواد ژنتیکی را بین گونه‌های مختلف ویروس حتی در سراسر مرزهای خانواده، مبادله می‌کنند. هنگامی که بستگان دور تقابل انجام می‌دهند، این موضوع می‌تواند سبب ظهور ویروس‌هایی با خواص کاملاً جدید شود. چنین جهش‌های تکاملی می‌تواند بر تهاجمی و خطرناک بودن ویروس‌ها، همچنین وابستگی آنها به حیوانات میزبان خاص تأثیر بگذارد.
سیتز توضیح می‌دهد: مبادلۀ ژنتیکی(همانطور که در ویروس‌های ماهی کشف کردیم)، به احتمال زیاد در ویروس‌های پستانداران نیز رخ خواهد داد. خفاش‌ها که مانند خروس‌ها اغلب به تعداد زیادی ویروس مختلف آلوده می‌شوند، بسیار مهم هستند. احتمال دارد که ویروس SARS-CoV-2 در خفاش‌ها نیز ایجاد شده و از آنجا به انسان‌ها منتقل شده است.
چگونگی انتقال ویروس
پس از تبادل ژن میان نیدویروس‌ها، پروتئین اسپایکی که ویروس‌ها با آن به سلول‌های میزبان خود متصل می‌شوند، اغلب تغییر می‌کند. کریس لابر، نویسندۀ اول این مطالعه، توانست این مسئله را با استفاده از تجزیه و تحلیل شجره‌نامه نشان دهد.
این مولکول می‌تواند با افزایش عفونت‌پذیری یا قادر ساختن آنها به تعویض میزبان، به‌طور قابل‌توجهی ویژگی‌های ویروس‌ها را به نفع آنها تغییر دهد. تغییر میزبان به ویژه از حیوان به انسان، می‌تواند تا حد زیادی گسترش ویروس را تسهیل کند، همان‌گونه که همه‌گیری کرونا نشان داد. این ویروس‌های تغییریافته می‌توانند ناگهان در هر زمان ظاهر و به یک تهدید بزرگ تبدیل شوند و با ایجاد فشار امکان دارد یک بیماری همه‌گیر داشته باشیم و نقطۀ شروع می‌تواند یک حیوان میزبان آلوده باشد.
فرآیند جدید رایانه‌ای با کارایی بالا، می‌تواند به جلوگیری از انتشار ویروس‌های جدید کمک کند. سیتز توضیح می‌دهد که این فناوری، امکان جست‌وجوی سیستماتیک برای انواع ویروسی که به‌طور بالقوه برای انسان خطرناک هستند را فراهم می‌کند.
او یک کاربرد احتمالی مهم دیگر را با توجه به زمینۀ تحقیقاتی خاص خود یعنی سرطان‌زایی مرتبط با ویروس می‌بیند، که از این طریق ما می‌توانیم از محاسبات با کارایی بالای (HPC) جدید برای بررسی سیستماتیک بیماران سرطانی یا افراد دارای نقص ایمنی استفاده کنیم. ما می‌دانیم که سرطان می‌تواند توسط ویروس‌ها ایجاد شود و بهترین نمونۀ شناخته شدۀ آن ویروس پاپیلومای انسانی است. روش HPC فرصتی را برای ردیابی ویروس‌هایی که قبلاً شناسایی نشده بودند و در بدن انسان ایجاد می‌شوند و خطر ابتلا به تومورهای بدخیم را افزایش می‌دهند، ارائه می‌کند.
