ویروس کرونا ظاهرا ترکیبی از دو نوع ویروس مختلف است

یکی از سؤالات اولیه درباره‌ی دنیاگیری کووید ۱۹ این است: ویروس عامل این بیماری از کجا آمد و چگونه ویروسی که ظاهرا هرگز پیش از آن انسانی را عفونی نکرده بود، ناگهان در گونه‌ی ما ظاهر شد و توانست در چند ماه از چین به سرتاسر جهان گسترش پیدا کند؟

نتایج تجزیه‌و‌تحلیل‌های ژنومی ویروس مبهم بوده است. براساس برخی تجزیه‌و‌تحلیل‌ها، منشأ آن جمعیت محلی خفاش‌ها است. برخی دیگر بر تشابه ویروس با ویروس کرونا پانگولین‌ها تأکید می‌کنند که ممکن است به‌دلیل تجارت حیوانات وحشی به این منطقه آورده شده باشد. ایده‌هایی نیز درباره‌ی منشأ آزمایشگاهی ویروس مطرح شده و برخی نیز آن را به‌عنوان سلاح زیستی می‌دانند که البته این ادعاها چندان مبتنی‌بر شواهد نبوده است.

اکنون گروه پژوهشی مستقر در آمریکا مجموعه‌ی بزرگی از ژنوم‌های ویروسی را به‌طورگسترده تجزیه‌وتحلیل کرده است. نتایج بررسی‌های این گروه نشان می‌دهد ژنوم ویروس با مشارکت چندین قطعه ژنومی ساخته شده است که بخش اعظم آن از خفاش‌ها می‌آید؛ ولی پانگولین‌ها نیز نقش مهمی در آن ایفا می‌کند.

پژوهشگران در جست‌وجو برای یافتن پاتوژن‌های حیوانی خطرناک در آزمایشگاهی در یائونده کامرون، خفاشی را بررسی می‌کنند.

نوترکیبی

چگونه قطعاتی از ویروس از گونه‌های مختلف باهم ترکیب می‌شوند؟ بیولوژی پشت‌صحنه‌ی آن ترفند منحصربه‌فرد ویروسی درزمینه‌ی فرایند بیولوژیکی رایج است: نوترکیبی. در سلول‌ها، نوترکیبی بخشی طبیعی از ژنتیک است. وقتی دو مولکول DNA شباهت‌های گسترده‌ای باهم داشته باشند، این امکان وجود دارد قطعاتی را باهم مبادله کنند. نتیجه‌ی این فرایند مولکولی ترکیبی است: قطعه‌ای از DNA از قطعه‌ای والدی و پس از آن قطعه‌ای از دیگری. درنتیجه، برخی از اختلافات میان دو مولکول والدی درهم آمیخته می‌شود و از هر والد برخی از آن‌ها در مولکول نهایی وجود خواهد داشت.

نوترکیبی بخشی طبیعی از تکثیر سلول‌های پیچیده است. اگر فرزندی داشته باشید، به او مجموعه‌ای از کروزموزوم‌ها را منتقل کرده‌اید که ترکیبی از کروموزوم‌هایی است که پدر‌و‌مادرتان به شما داده‌اند. نوترکیبی می‌تواند در سلول‌های ساده‌تر نیز رخ دهد. این همان ابزار اصلی است که از آن برای مهندسی ژن‌های جدید یا تغییریافته به ژنوم باکتری استفاده کرده‌ایم.

از‌آنجاکه مولکول‌هایی که نوترکیبی انجام می‌دهند ازنظر مولکول‌های DNA که با آن‌ها کار می‌کنند انتخابی عمل نمی‌کنند، DNA ویروس‌هایی که سلول‌ها را عفونی می‌کنند، اگر بیش از یک سویه از ویروس یک سلول واحد را آلوده کرده باشند، گاهی می‌توانند نوترکیبی حاصل کنند.

RNA

کسانی که ویروس کرونا را از نزدیک دنبال می‌کنند، ممکن است تعجب کنند در اینجا چه چیزی رخ می‌دهد؟ تمام این نوترکیبی بین مولکول‌های DNA رخ می‌دهد؛ اما ژنوم ویروس کرونا از RNA تشکیل شده است؛ بنابراین، چرا باید چنین فرایندی در اینجا انجام شود؟ پاسخ این است که در اینجا دقیقا چنین چیزی رخ نمی‌دهد؛ اما فرایندهای دیگر اساسا همان کار را انجام می‌دهند و قطعاتی از RNA را برای تشکیل ترکیبات ژنتیکی متمایز باهم ترکیب می‌کنند. به‌عنوان مثال، ویروس آنفلوانزا ژنوم خود را در هشت مولکول مختلف می‌پراکند و به سلول‌های آلوده‌شده با بیش از یک سویه از ویروس آنفلوانزا این امکان را می‌دهد ذرات ویروسی تولید کنند که ترکیبی تصادفی از دو سویه دارند.

ژنوم ویروس کرونا مولکول RNA بلند و واحدی است؛ بنابراین، این نوع نوترکیبی در اینجا رخ نمی‌دهد؛ اما می‌تواند نوترکیبی حاصل کند. آنزیمی که ژنوم RNA را نسخه‌برداری می‌کند، از انتهایی به انتهای دیگر حرکت می‌کند و همان‌طور‌که پیش می‌رود، نسخه‌ای از ژنوم را می‌سازد. اگرچه گاهی اوقات آنزیم مذکور متوقف می‌شود و مولکول در حال کپی‌ را رها می‌کند. در این حالت، آنزیم همچنان به نسخه‌ی ناقص خود آویزان است. در بسیاری از مواقع، فرایند نسخه‌برداری بی‌نتیجه می‌ماند؛ اما در مواقع دیگر، آنزیم می‌تواند به ژنوم جدیدی بچسبد و از آن نسخه برای انتخاب محلی استفاده کند که ترکش کرده بود. مسئله‌ی بسیار مهم این است: مولکول جدیدی که آنزیم با آن نسخه‌برداری مجدد را آغاز کرده می‌کند، لازم نیست همان مولکولی باشد که در ابتدا در حال نسخه‌برداری از آن بوده است؛ بلکه فقط باید شبیه مولکولی باشد که در آغاز در حال نسخه‌برداری است و لازم نیست یکسان باشد. درنتیجه، این فرایند می‌تواند امکان نوترکیبی میان ویروس‌هایی را فراهم کند که از دیدگاه تکاملی ارتباط نسبتا دوری باهم دارند. تمام کاری که باید انجام دهند آلوده‌کردن میزبان است.

تبادل ژن‌ها

حال که می‌دانیم نوترکیبی چگونه می‌تواند اتفاق افتد، چگونه جست‌وجو برای ویروس را آغاز کنیم؟ نکته‌ی مهم این است که اکنون توالی‌های زیادی از ویروس کرونا از تعداد زیادی میزبان مختلف داریم که در پایگاه‌های داده عمومی دردسترس هستند. پژوهشگران بهداشت عمومی از دَه‌ها منبع خفاش نمونه‌برداری کرده‌اند تا به‌دنبال سویه‌هایی بگردند که ممکن است بتواند همه‌گیری را آغاز کند.

برای تجزیه‌و‌تحلیل جدید نیز، گروه پژوهشی با مجموعه‌ای متشکل ‌از ۴۳ ویروس کرونای مختلف از گونه‌هایی همچون توالی‌های مشابه SARS-CoV-2 در پانگولین‌ها و خفاش‌ها و انسان‌ها کار خود را آغاز کردند. تجزیه‌و‌تحلیل پایه‌ای تأیید کرد SARS-CoV-2 بیش از همه به تعدادی از ویروس‌ها نزدیک است که از خفاش‌ها جدا شده بودند؛ اما مناطق مختلف ویروس کم‌و‌بیش با ویروس‌های خفاش متفاوتی مرتبط بودند. به‌عبارت‌دیگر، شما قطعه‌ای طولانی از RNA را می‌بینید که بیشتر شبیه یکی از ویروس‌های خفاش‌ها است؛ ولی به‌طورناگهانی توالی تغییر و به ویروس دیگری از خفاش‌ها شباهت بیشتری پیدا می‌کند. این نوع الگو دقیقا همان چیزی است که از نوترکیبی انتظار دارید؛ جایی که تبادل میان دو مولکول مختلف موجب تغییری ناگهانی در توالی در نقطه‌ای می‌شود که در آن مبادله انجام شده است.

پروتئین اسپایک

اطلاعات دیگری که از این مطالعه حاصل می‌شود، نشانگر مناطقی است که تغییرات ایجادشده در پروتئین‌های ویروس را تحمل می‌کند. ناتوانی در تحمل تغییرات در منطقه‌ای از ژنوم، معمولا نشانه‌ای از این است پروتئینی که آن بخش از ژنوم کدگذاری می‌کند، عملکردی حیاتی دارد. پژوهشگران تعدادی از این موارد را شناسایی کردند که یکی از آن‌ها بخشی از پروتئین اسپایک است که از ویروس پانگولین می‌آید. از میان تمام ۶،۴۰۰ ژنوم SARS-CoV-2 که در دنیاگیری از افراد مختلف جدا شده بود، تنها هشت مورد از خوشه‌ی موارد دچار تغییر در این منطقه بودند. بنابراین، به‌نظر می‌رسد توالی پانگولین برای توانایی ویروس درزمینه‌ی هدف قراردادن انسان‌ها ضروری باشد.

شواهد نگران‌کننده

براساس آنچه توالی‌های ژنومی درزمینه‌ی بیولوژی می‌گوید، شایعات درباره‌ی این موضوع چندان معقول به‌نظر نمی‌رسد که این ویروس از آزمایش سلاح‌های زیستی به بیرون درز کرده است. اگرچه موضوع نگران‌کننده این است که این توالی‌ها از آزمایش طبیعی عظیمی خبر می‌دهند که ممکن است در اطراف ما در جریان باشد. براین‌اساس، به‌نظر می‌رسد تعداد زیادی ویروس کرونا وجود داشته باشند که مرتبا در حال مبادله‌ی اطلاعات ژنتیکی باشند. درحالی‌که چنین تبادلاتی میان ویروس‌هاییرایج‌تر است که یک گونه را آلوده می‌کنند، کاملا محتمل است که گونه‌های دورتر نیز در این زمینه باهم مشارکت کنند.

براساس شواهد پژوهشگران، ویروس‌های گونه‌های مختلف ممکن است فشار انتخابی متفاوتی تجربه کنند که درواقع تعجب‌آور نیست. بااین‌حال، این پدیده زمانی‌که ویروس‌ها به میزبان جدیدی می‌پرند، می‌تواند نتایجی تولید کند که پیش‌بینی آن‌ها دشوار باشد و اگر آن‌ها اطلاعات ژنتیکی را با ویروس‌های بومی آن‌ گونه نیز مبادله کنند، این مشکل تشدید می‌شود. درمجموع، به‌نظر می‌رسد ویروس‌های کرونای بی‌شماری وجود داشته باشند (شامل تعداد زیادی که درباره‌ی آن‌ها نمی‌دانیم) و برخی گونه‌ها در حال عمل به‌عنوان آزمایشگاه‌هایی هستند که در آن‌ها ترکیبات ژنتیکی جدیدی تولید می‌شود.

برخی از پژوهش‌هایی که نویسندگان به آن‌ها اشاره کرده‌اند، نشان می‌دهند انسان‌ها حداقل درمعرض برخی از این ویروس‌ها قرار گرفته‌اند (براساس مطالعه‌ی آنتی‌بادی‌های) که خوشبختانه موجب رخداد شیوع عمده‌ای نشده است. همه‌ی این موضوع‌ها نشان می‌دهد پرسش مربوط به دنیاگیری‌های آینده مسئله‌ی «چه موقع» است و نه اینکه «آیا رخ می‌دهد» (چون رخ خواهد داد). البته وقوع دنیاگیری‌های دیگر در زمان شیوع مرس و سارس نیز پیش‌بینی شد و جهان کار چندانی درزمینه‌ی مطالعه یا درمان یا برنامه‌ریزی برای دنیاگیری آینده انجام نداد. فقط می‌توان امیدوار بود که بارزترین نمونه‌ی آن، یعنی کووید ۱۹، این وضعیت را تغییر دهد.