NIH-onderzoekers identificeren belangrijke genomische kenmerken die SARS-CoV-2 zouden kunnen onderscheiden van andere coronavirussen die een minder ernstige ziekte veroorzaken
Een team van onderzoekers van de National Library of Medicine (NLM), onderdeel van de National Institutes of Health, identificeerde genomische kenmerken van SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt, en andere coronavirussen met hoge sterfte die hen onderscheiden van andere leden van de coronavirusfamilie. Dit onderzoek zou een cruciale stap kunnen zijn in het helpen van wetenschappers bij het ontwikkelen van benaderingen om, door alleen genoomanalyse, de ernst van toekomstige uitbraken van coronavirusziekten te voorspellen en coronavirussen bij dieren te detecteren die het potentieel hebben om mensen te infecteren. De bevindingen zijn deze week gepubliceerd in de Proceedings of the National Academy of Sciences).
COVID-19, een ongekende noodsituatie op het gebied van de volksgezondheid, heeft nu wereldwijd meer dan 380.000 levens geëist. Deze crisis maakt het dringend noodzakelijk de evolutionaire geschiedenis en genomische kenmerken die bijdragen aan de ongebreidelde verspreiding van SARS-CoV-2, te begrijpen.
“In dit werk wilden we genomische kenmerken identificeren die uniek zijn voor die coronavirussen die ernstige ziekten bij de mens veroorzaken”, zegt Dr. Eugene Koonin, een NIH Distinguished Investigator in het intramurale onderzoeksprogramma van NLM’s National Center for Biotechnology Information, en de leidinggevende auteur van de studie. “We konden verschillende kenmerken identificeren die niet voorkomen in minder virulente coronavirussen en die relevant kunnen zijn voor de pathogeniteit bij mensen. De daadwerkelijke demonstratie van de relevantie van deze bevindingen zal afkomstig zijn van directe experimenten die momenteel aan de gang zijn. ”
Met behulp van geïntegreerde vergelijkende genomica en machine learning-technieken vergeleken de onderzoekers het genoom van het SARS-CoV-2-virus met het genomen van andere leden van de coronavirusfamilie en identificeerden ze eiwitkenmerken die uniek zijn voor SARS-CoV-2 en twee andere coronavirusstammen met hoge sterftecijfers, SARS-CoV en MERS-CoV. De geïdentificeerde kenmerken komen overeen met het hoge sterftecijfer van deze coronavirussen, evenals hun vermogen om van dierlijke naar menselijke gastheren te gaan.
Deze kenmerken omvatten het inbrengen van specifieke stukjes aminozuren in twee viruseiwitten, de nucleocapside en de piek. Deze kenmerken worden gevonden in alle drie coronavirussen met hoge sterfte en hun naaste verwanten die dieren infecteren, zoals vleermuizen, maar niet in vier andere menselijke coronavirussen die een niet-dodelijke ziekte veroorzaken. In het bijzonder worden de inserties in het spike-eiwit voorspeld, uit analyse van de eiwitstructuur, om de herkenning van de coronavirusreceptoren op menselijke cellen en de daaropvolgende penetratie van het virus in die cellen te vergemakkelijken. Het vinden van deze kenmerken in coronavirusisolaten van dieren zou de sprong naar mensen en de ernst van de ziekte veroorzaakt door dergelijke isolaten kunnen voorspellen.
“Dit innovatieve onderzoek is van cruciaal belang om het inzicht van onderzoekers in SARS-CoV-2 te verbeteren en te helpen bij de reactie op COVID-19”, zegt NLM-directeur Patricia Flatley Brennan, R.N., Ph.D. “Voorspellingen die met deze analyse zijn gedaan, kunnen mogelijke doelen voor diagnostiek en interventies informeren.”
Dit persbericht beschrijft een fundamentele onderzoeksvinding. Basisonderzoek vergroot ons begrip van menselijk gedrag en biologie, wat fundamenteel is voor het bevorderen van nieuwe en betere manieren om ziekten te voorkomen, diagnosticeren en behandelen. Wetenschap is een onvoorspelbaar en incrementeel proces – elke onderzoeksvooruitgang bouwt voort op ontdekkingen uit het verleden, vaak op onverwachte manieren. De meeste klinische vooruitgang zou niet mogelijk zijn zonder de kennis van fundamenteel basisonderzoek.
NLM, onderdeel van de NIH, is een leider in onderzoek in biomedische informatica en data science, en ‘s werelds grootste biomedische bibliotheek. NLM verricht en ondersteunt onderzoek naar methoden voor het registreren, opslaan, ophalen, bewaren en communiceren van gezondheidsinformatie. Het creëert bronnen en hulpmiddelen die miljarden keren per jaar door miljoenen mensen worden gebruikt om toegang te krijgen tot moleculaire biologie, biotechnologie, toxicologie, milieugezondheid en gezondheidsdiensten en om deze te analyseren. Aanvullende informatie is beschikbaar op www.nlm.nih.gov.