Sólin Sólin Rís 10:46 • sest 15:47 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 16:00 • Sest 12:23 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 06:49 • Síðdegis: 19:06 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 00:39 • Síðdegis: 13:04 í Reykjavík
COVID-19 borði í flokk

Eru til tvö eða fleiri afbrigði af kórónuveirunni sem veldur COVID-19?

Arnar Pálsson

Afbrigði lífvera eru skilgreind sem vissar gerðir innan tegundar sem eru ólíkar í háttum eða eiginleikum. Munur á afbrigðum getur verið mjög yfirborðskenndur, til dæmis byggður á lit fjaðra eða því hvort einstaklingar sömu tegundar séu staðfuglar eða farfuglar. Stundum er munurinn djúpstæðari eins og í afmörkuðum stofnum sem gætu verið forstig tegunda.

Stökkbreytingar eru algengari í veirum en flóknari lífverum og af þeim sökum er mikill breytileiki í erfðasamsetningu veira sem sýkja mannfólk. Þegar talað er um afbrigði kórónuveirunnar sem veldur COVID-19 er vísað í hópa sem greina má að vegna mismunandi erfðabreytileika.

Mynd 1. Stökkbreythraði er meiri hjá veirum en flóknari lífverum sem hafa stærra erfðamengi. Á myndinni sjást ólíkar veirur og lífverur. Frá vinstri, veirungur, síðan þrjár ólíkar gerðir veira, bakteríur og loks mús. Á x-ásnum er svonefndur log-kvarði sem þýðir að hækkun um eitt stig er tíföldun.

Veiru- og líffræðingarnir Nathan D. Grubaugh, Mary E. Petrone og Edward C. Holmes fjalla um breytileika í veirunni sem veldur COVID-19 í greininni „We shouldn’t worry when a virus mutates during disease outbreaks“ sem kom út í tímaritinu Nature Microbiology snemma í febrúar 2020. Þar leggja þau áherslu á að við eigum ekki að óttast stökkbreytingar heldur nýta okkur þær til að skilja smitleiðir og framvindu faraldursins.[1]

Veiran sem veldur COVID-19 stökk einu sinni úr dýri yfir í mann, einhvern tíma undir lok ársins 2019. Það er rót ættartrés veirunnar. Allar veirurnar sem valda faraldrinum eru afkomendur þessarar upprunalegu veiru. Veiran hefur einn litning og fjölgar sér kynlaust. Segja má að hún klóni sig. Allar veirur sem berast frá sýktum einstaklingi bera afrit erfðamengis veirunnar sem sýkti þann einstakling, með nokkrum frávikum vegna stökkbreytinga.

Hver sýktur einstaklingur sýkir að meðaltali 2 til 4 einstaklinga, og í hverri veirukynslóð verða einhverjar stökkbreytingar á erfðaefni veiranna.[2] Stökkbreytingar ber ekki að óttast heldur nota til að rekja smitið. Stökkbreyting sem varð í veiru snemma í faraldrinum merkti alla afkomendur hennar. Stökkbreyting sem verður seinna auðkennir undirhóp sem er kominn frá tiltekinni veiru (2. mynd). Til að mynda tilkynnti Íslensk erfðagreining að 40 séríslenskar stökkbreytingar hefðu fundist hér (23. mars 2020).[3]

Mynd 2. Stökkbreytingar á erfðaefni veiru sem berst milli einstaklinga (gráir hringir) má nota til að rekja smitið. Ættartré veiranna endurspeglar smitsöguna. Myndin sýnir einfaldað tilfelli. Sýndir eru litningar 5 gerða af veiru, sem eru ólíkir vegna 7 stökkbreytinga (litaðar línur). Þessir litningar mynda þá fimm ólíkar setraðir (e. haplotypes) sem einnig má kalla afbrigði. Sumar stökkbreytingar eru eldri (og finnast í tveimur eða fleiri gerðum), en aðrar yngri og finnast bara í einni gerð.

Ef veira greinist í einstaklingi sem ekki er vitað hvernig smitaðist, er hægt að raðgreina erfðamengi veirunnar og máta það við þær þúsundir erfðamengja sem nú[4] eru þekkt. Þannig var hægt að komast að því að hvaðan veirurnar sem bárust til Íslands komu. Smitið barst snemma með fólki sem kom frá Austurríki, en greinilegt var að það kom einnig frá nokkrum öðrum löndum.[5]

Sama hugmynd var nýtt til að meta uppruna veirunnar sem veldur COVID-19. Samanburður á erfðamengi hennar við aðrar þekktar veirur sýna að skyldasta veiran (96% eins DNA-röð) finnst í leðurblökum. Það sannar ekki að veiran hafi borist þaðan. Mögulegt er að kórónuveira með 99,9% erfðasamsvörun sýki aðra tegund dýra.[6] Leðurblökur eru reyndar víðfrægar fyrir að vera suðupottur veira, sem berast í þær úr mörgum áttum.

Samantekt
  • Afbrigði finnst innan margra tegunda lífvera.
  • Mismunandi er hvað kallað eru afbrigði.
  • Veiruafbrigði eru greind út frá breytileika í erfðaefni.
  • Veirur fjölga sér kynlaust og stökkbreytingar marka erfðaefni veira.
  • Breytileikinn gerir okkur kleift að meta smitleiðir og uppruna faraldra.

Tilvísanir:
  1. ^ „Rather than fearing mutation, perhaps it is now time to embrace it.“
  2. ^ Yinon M. Bar-On o.fl. (2020).
  3. ^ Sú tala mun örugglega hækka með fleiri raðgreindum erfðamengjum. En einnig er líklegt að um ofmat sé að ræða vegna þess að viðmiðunarsýnið er ófullkomið. Einhverjar breytingar hafa fundist hérlendis en ekki verið greindar erlendis vegna þess að forfeður eða skyldar veirur erlendis hafa ekki verið raðgreindar.
  4. ^ Þegar þetta er skrifað, 6. apríl 2020.
  5. ^ Daniel F. Gudbjartsson, o.fl. (2020).
  6. ^ Sjá svar við spurningunni Hvaðan kom COVID-19-veiran? (Sótt 07.04.2020).

Heimildir:

Myndir:

Spurningu Ara er hér svarað að hluta.

Höfundur

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

14.4.2020

Spyrjandi

Ari Egilsson

Tilvísun

Arnar Pálsson. „Eru til tvö eða fleiri afbrigði af kórónuveirunni sem veldur COVID-19?“ Vísindavefurinn, 14. apríl 2020. Sótt 1. desember 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=79178.

Arnar Pálsson. (2020, 14. apríl). Eru til tvö eða fleiri afbrigði af kórónuveirunni sem veldur COVID-19? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=79178

Arnar Pálsson. „Eru til tvö eða fleiri afbrigði af kórónuveirunni sem veldur COVID-19?“ Vísindavefurinn. 14. apr. 2020. Vefsíða. 1. des. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=79178>.

Chicago | APA | MLA

Spyrja

Sendu inn spurningu LeiðbeiningarTil baka

Hér getur þú sent okkur nýjar spurningar um vísindaleg efni.

Hafðu spurninguna stutta og hnitmiðaða og sendu aðeins eina í einu. Einlægar og vandaðar spurningar um mikilvæg efni eru líklegastar til að kalla fram vönduð og greið svör. Ekki er víst að tími vinnist til að svara öllum spurningum.

Persónulegar upplýsingar um spyrjendur eru eingöngu notaðar í starfsemi vefsins, til dæmis til að svör verði við hæfi spyrjenda. Spurningum er ekki sinnt ef spyrjandi villir á sér heimildir eða segir ekki nægileg deili á sér.

Spurningum sem eru ekki á verksviði vefsins er eytt.

Að öðru leyti er hægt að spyrja Vísindavefinn um allt milli himins og jarðar!

=

Senda grein til vinar

=

Eru til tvö eða fleiri afbrigði af kórónuveirunni sem veldur COVID-19?
Afbrigði lífvera eru skilgreind sem vissar gerðir innan tegundar sem eru ólíkar í háttum eða eiginleikum. Munur á afbrigðum getur verið mjög yfirborðskenndur, til dæmis byggður á lit fjaðra eða því hvort einstaklingar sömu tegundar séu staðfuglar eða farfuglar. Stundum er munurinn djúpstæðari eins og í afmörkuðum stofnum sem gætu verið forstig tegunda.

Stökkbreytingar eru algengari í veirum en flóknari lífverum og af þeim sökum er mikill breytileiki í erfðasamsetningu veira sem sýkja mannfólk. Þegar talað er um afbrigði kórónuveirunnar sem veldur COVID-19 er vísað í hópa sem greina má að vegna mismunandi erfðabreytileika.

Mynd 1. Stökkbreythraði er meiri hjá veirum en flóknari lífverum sem hafa stærra erfðamengi. Á myndinni sjást ólíkar veirur og lífverur. Frá vinstri, veirungur, síðan þrjár ólíkar gerðir veira, bakteríur og loks mús. Á x-ásnum er svonefndur log-kvarði sem þýðir að hækkun um eitt stig er tíföldun.

Veiru- og líffræðingarnir Nathan D. Grubaugh, Mary E. Petrone og Edward C. Holmes fjalla um breytileika í veirunni sem veldur COVID-19 í greininni „We shouldn’t worry when a virus mutates during disease outbreaks“ sem kom út í tímaritinu Nature Microbiology snemma í febrúar 2020. Þar leggja þau áherslu á að við eigum ekki að óttast stökkbreytingar heldur nýta okkur þær til að skilja smitleiðir og framvindu faraldursins.[1]

Veiran sem veldur COVID-19 stökk einu sinni úr dýri yfir í mann, einhvern tíma undir lok ársins 2019. Það er rót ættartrés veirunnar. Allar veirurnar sem valda faraldrinum eru afkomendur þessarar upprunalegu veiru. Veiran hefur einn litning og fjölgar sér kynlaust. Segja má að hún klóni sig. Allar veirur sem berast frá sýktum einstaklingi bera afrit erfðamengis veirunnar sem sýkti þann einstakling, með nokkrum frávikum vegna stökkbreytinga.

Hver sýktur einstaklingur sýkir að meðaltali 2 til 4 einstaklinga, og í hverri veirukynslóð verða einhverjar stökkbreytingar á erfðaefni veiranna.[2] Stökkbreytingar ber ekki að óttast heldur nota til að rekja smitið. Stökkbreyting sem varð í veiru snemma í faraldrinum merkti alla afkomendur hennar. Stökkbreyting sem verður seinna auðkennir undirhóp sem er kominn frá tiltekinni veiru (2. mynd). Til að mynda tilkynnti Íslensk erfðagreining að 40 séríslenskar stökkbreytingar hefðu fundist hér (23. mars 2020).[3]

Mynd 2. Stökkbreytingar á erfðaefni veiru sem berst milli einstaklinga (gráir hringir) má nota til að rekja smitið. Ættartré veiranna endurspeglar smitsöguna. Myndin sýnir einfaldað tilfelli. Sýndir eru litningar 5 gerða af veiru, sem eru ólíkir vegna 7 stökkbreytinga (litaðar línur). Þessir litningar mynda þá fimm ólíkar setraðir (e. haplotypes) sem einnig má kalla afbrigði. Sumar stökkbreytingar eru eldri (og finnast í tveimur eða fleiri gerðum), en aðrar yngri og finnast bara í einni gerð.

Ef veira greinist í einstaklingi sem ekki er vitað hvernig smitaðist, er hægt að raðgreina erfðamengi veirunnar og máta það við þær þúsundir erfðamengja sem nú[4] eru þekkt. Þannig var hægt að komast að því að hvaðan veirurnar sem bárust til Íslands komu. Smitið barst snemma með fólki sem kom frá Austurríki, en greinilegt var að það kom einnig frá nokkrum öðrum löndum.[5]

Sama hugmynd var nýtt til að meta uppruna veirunnar sem veldur COVID-19. Samanburður á erfðamengi hennar við aðrar þekktar veirur sýna að skyldasta veiran (96% eins DNA-röð) finnst í leðurblökum. Það sannar ekki að veiran hafi borist þaðan. Mögulegt er að kórónuveira með 99,9% erfðasamsvörun sýki aðra tegund dýra.[6] Leðurblökur eru reyndar víðfrægar fyrir að vera suðupottur veira, sem berast í þær úr mörgum áttum.

Samantekt
  • Afbrigði finnst innan margra tegunda lífvera.
  • Mismunandi er hvað kallað eru afbrigði.
  • Veiruafbrigði eru greind út frá breytileika í erfðaefni.
  • Veirur fjölga sér kynlaust og stökkbreytingar marka erfðaefni veira.
  • Breytileikinn gerir okkur kleift að meta smitleiðir og uppruna faraldra.

Tilvísanir:
  1. ^ „Rather than fearing mutation, perhaps it is now time to embrace it.“
  2. ^ Yinon M. Bar-On o.fl. (2020).
  3. ^ Sú tala mun örugglega hækka með fleiri raðgreindum erfðamengjum. En einnig er líklegt að um ofmat sé að ræða vegna þess að viðmiðunarsýnið er ófullkomið. Einhverjar breytingar hafa fundist hérlendis en ekki verið greindar erlendis vegna þess að forfeður eða skyldar veirur erlendis hafa ekki verið raðgreindar.
  4. ^ Þegar þetta er skrifað, 6. apríl 2020.
  5. ^ Daniel F. Gudbjartsson, o.fl. (2020).
  6. ^ Sjá svar við spurningunni Hvaðan kom COVID-19-veiran? (Sótt 07.04.2020).

Heimildir:

Myndir:

Spurningu Ara er hér svarað að hluta....