Οι ερευνητές ανακάλυψαν ένα νέο «κρυφό» γονίδιο στο νέο κοροναϊό SARS-CoV-2 – τον ιό που προκαλεί την Covid-19 – που μπορεί να συνέβαλε στη μοναδική του βιολογία κι επομένως στο ξέσπασμα της πανδημίας. Για έναν ιό που έχει περίπου 15 γονίδια συνολικά, γνωρίζοντας περισσότερα για αυτό και άλλα αλληλεπικαλυπτόμενα γονίδια – ή «γονίδια εντός γονιδίων» – θα μπορούσε να έχει σημαντικό αντίκτυπο στον τρόπο καταπολέμησης του.
Τι είναι τα «αλληλεπικαλυπτόμενα» γονίδια
Το νέο γονίδιο περιγράφεται σήμερα στο επιλεκτικό επιστημονικό περιοδικό eLife. «Τα αλληλεπικαλυπτόμενα γονίδια μπορεί να αποτελούν έναν από τους τρόπους που οι κοροναϊοί έχουν εξελιχθεί ώστε να αναπαράγονται αποτελεσματικά, να εμποδίζουν την ανοσία του ξενιστή αλλά και να μεταδίδονται» δήλωσε ο επικεφαλής συγγραφέας Chase Nelson, μεταδιδακτορικός ερευνητής στην Academia Sinica και συνεργάτης του American Museum of Natural History.
«Γνωρίζοντας ότι υπάρχουν αλληλεπικαλυπτόμενα γονίδια και τον τρόπο που λειτουργούν μπορεί να αποκαλυφθούν νέες δυνατότητες ελέγχου του κοροναϊού, για παράδειγμα μέσω αντιιικών φαρμάκων» συμπληρώνει.
Η ερευνητική ομάδα εντόπισε το ORF3d, ένα νέο αλληλεπικαλυπτόμενο γονίδιο στο SARS-CoV-2, το οποίο έχει τη δυνατότητα να κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη που είναι μεγαλύτερη από το αναμενόμενο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι αυτό το γονίδιο υπάρχει επίσης σε έναν προηγουμένως ανακαλυφθέντα κοροναϊό, γεγονός που πιθανόν να αντικατοπτρίζει την επαναλαμβανόμενη απώλεια ή αύξηση αυτού του γονιδίου κατά την εξέλιξη του SARS-CoV-2 και σχετικών ιών.
«Κρυπτογραφημένες» πληροφορίες σε μεταλλάξεις
Επιπλέον, το ORF3d έχει αναγνωριστεί ανεξάρτητα και έχει αποδειχθεί ότι προκαλεί ισχυρή απόκριση αντισωμάτων σε ασθενείς με COVID-19, αποδεικνύοντας ότι η πρωτεΐνη του νέου γονιδίου παράγεται κατά τη διάρκεια ανθρώπινης μόλυνσης.
«Δεν γνωρίζουμε ακόμη τη λειτουργία του ή εάν υπάρχει κλινική σημασία» αναφέρει ο συγγραφέας της μελέτης. «Αλλά προβλέπουμε ότι αυτό το γονίδιο είναι σχετικά απίθανο να ανιχνευθεί από μια απόκριση Τ-κυττάρου, σε αντίθεση με την απόκριση αντισωμάτων. Και ίσως αυτό έχει να κάνει με το πώς το γονίδιο κατάφερε να υπερισχύσει» επισημαίνει.
Με την πρώτη ματιά, τα γονίδια μπορεί να μοιάζουν με μια γραπτή γλώσσα, δεδομένου ότι αποτελούνται από σειρές γραμμάτων (σε ιούς RNA, τα νουκλεοτίδια A, U, G και C) που μεταφέρουν πληροφορίες. Αλλά ενώ οι μονάδες της γλώσσας (λέξεις) είναι διακριτές και μη αλληλεπικαλυπτόμενες, τα γονίδια μπορεί να αλληλεπικαλύπτονται και να είναι πολυλειτουργικά, με πληροφορίες κρυπτογραφημένες ανάλογα με το πού ξεκινάμε την «ανάγνωση».
Επιρρεπής στις γονιδιωματικές «απάτες» ο κοροναϊός
Τα αλληλεπικαλυπτόμενα γονίδια είναι δύσκολο να εντοπιστούν και τα περισσότερα επιστημονικά προγράμματα υπολογιστών δεν έχουν σχεδιαστεί για να τα βρουν. Ωστόσο, είναι κοινά στους ιούς. Αυτό οφείλεται εν μέρει στο γεγονός ότι οι ιοί RNA έχουν υψηλό ποσοστό μετάλλαξης, επομένως τείνουν να διατηρούν τον αριθμό των γονιδίων τους χαμηλό για να αποτραπεί ο μεγαλύτερος αριθμός των μεταλλάξεων.
Ως αποτέλεσμα, οι ιοί έχουν αναπτύξει ένα είδος συστήματος συμπίεσης δεδομένων στο οποίο ένα γράμμα στο γονιδίωμά του μπορεί να συμβάλει σε δύο ή ακόμα και τρία διαφορετικά γονίδια, σύμφωνα με τους ερευνητές. «Όταν χάνουμε αλληλεπικαλυπτόμενα γονίδια μπορεί να παραβλέψουμε σημαντικές πτυχές της βιολογικής ιολογίας» προειδοποιεί ο επικεφαλής συγγραφέας Chase Nelson.
«Όσον αφορά το μέγεθος του γονιδιώματος, το SARS-CoV-2 και οι συγγενείς του συγκαταλέγονται στους μεγαλύτερους ιούς RNA που υπάρχουν. Επομένως, είναι ίσως πιο επιρρεπείς σε γονιδιωματικές «απάτες» από άλλους ιούς RNA.
