Sólin Sólin Rís 08:56 • sest 17:26 í Reykjavík
Tunglið Tunglið Rís 17:47 • Sest 02:45 í Reykjavík
Flóð Flóð Árdegis: 04:01 • Síðdegis: 16:19 í Reykjavík
Fjaran Fjara Árdegis: 10:10 • Síðdegis: 22:35 í Reykjavík
COVID-19 borði í flokk

Er eitthvað til í því að gen frá neanderdalsmönnum valdi verri COVID-19-sjúkdómi?

Arnar Pálsson

Sjúkdómurinn COVID-19 stafar af veirusýkingu, en alvarleiki sýkingar og einkenna veltur á mörgum þáttum. Vitað er að aldur, kyn, og ýmsir undirliggjandi sjúkdómar tengjast aukinni áhættu á alvarlegum einkennum og andláti. Nýlegar rannsóknir benda einnig til að erfðir, það er að segja erfðabreytileiki í einstaklingum, tengist aukinni áhættu. Þetta á sérstaklega við um einstaklinga sem erfa ákveðna útgáfu af vissu svæði á litningi 3.

Nokkrir samhangandi erfðabreytileikar á litningi 3 sýndu sterkasta sambandið við sjúkdóminn, og var tíðni þess sterkasta um 9% í sjúklingum með alvarleg einkenni en 4% meðal fólks án alvarlegra einkenna.[1] Innan svæðisins á litningnum eru nokkur gen, SLC6A20, LZTFL1, CCR9, FYCO1, CXCR6 og XCR1. Breytileikarnir með sterkasta sambandið spanna rúmlega 50.000 basapara svæði sem nær yfir hluta af útröðum LZTFL1-gensins, og sitthvað aukreitis. En þar sem genaþéttni er töluverð á svæðinu og vegna þess að sumar stjórnraðir eru langdrægar er ekki hægt að staðhæfa að áhrif samsætunnar séu í gegnum það gen.

Mynd 1. Manhattan-graf sem sýnir að sterkasta samband alvarlegra einkenna COVID-19 er við erfðabreytileika á litningi 3 (y-ás sýnir marktækni, - log af p-gildi og x-ás litninga, hver punktur táknar einn erfðabreytileika). Bornir voru saman 2972 einstaklingar með alvarlega öndunarörðugleika af völdum COVID-19 og viðmiðunarhópur (284.472 einstaklingar). Greiningin var framkvæmd 30. september og byggir á níu gagnasettum. Greiningin er fengin héðan: www.covid19hg.org.

Erfðafræðingar veittu því eftirtekt að erfðabreytileikinn á svæðinu var óvenjulegur. Sú útgáfa af svæðinu (kölluð setröð[2]) sem eykur áhættuna var mjög ólík öðrum gerðum sem finnast hjá mönnum. Mikill munur á setröðum á ákveðnu svæði er vísbending um að þær hafi aðskilist fyrir löngu í þróuninni.

Þróunarerfðafræðingurinn Hugo Zeberg og erfðafræðingurinn Svante Pääbo ákváðu að kanna uppruna setraðarinnar sem tengist COVID-19. Þeir birtu niðurstöður sínar í tímaritinu Nature í lok september 2020. Prófaðar voru þrjár tilgátur. Í fyrsta lagi er mögulegt að setröðin sé hluti af sögu H. sapiens, en hafi ekki borist frá öðrum hópum. Í öðru lagi getur verið að setröðin hafi komið frá neanderdalsmönnum (Homo neanderthalensis). Að síðustu gæti hún hafa borist frá denisovafólki, sem einnig makaðist við forfeður okkar í fyrndinni.[3]

Rannsóknin byggir á vitneskju sem fékkst úr samanburði á erfðaefni úr H. sapiens og þessum tveimur undirtegundum og þeirri staðreynd að við aðgreindumst frá þessum frændum okkar fyrir um 550.000 árum. Neanderdals- og denisovamenn skildust svo að fyrir um 400.000 árum (og denisovar líklega í fleiri undirhópa). Hóparnir voru aðskildir í hundruði þúsunda ára en nýleg gögn benda samt til merkjanlegs genaflæðis á milli þeirra, til dæmis milli H. sapiens og neanderdalsmanna fyrir um það bil 50.000 árum.[4] Áhrifin af erfðablönduninni eru smávægileg, um 1-3% af erfðaefni Evrópubúa er ættað frá neanderdalsmönnum.

Setröð á litningi 3 tengist aukinni áhættu á alvarlegum einkennum vegna COVID-19. Setröðin hefur að öllum líkindum borist í H. sapiens frá neanderdalsmönnum. Myndin sýnir líkan af neanderdalsmanni.

Hugo og Svante rannsökuðu setröðina sem tengist mestri áhættu fyrir COVID-19 sjúklinga. Þeir könnuðu einnig 5008 setraðir sem aðgengilegar eru í opnum gagnagrunnum en hristu af sjaldgæfar gerðir og stakar basabreytingar. Að lokum enduðu þeir með 253 setraðir sem samanstóðu af 450 erfðabreytileikum.

Setröðin sem tengist COVID-19 er frábrugðin þeim næstum öllum, og mjög lík röðum úr neanderdalsmanni. Sérstaklega um 50.000 ára gömlu sýni frá Króatíu (Vindija 33.19). Gögnin styðja tilgátu 2, um að þessi erfðaáhættuþáttur hafi komið frá neanderdalsmönnum. Þau benda ekki til blöndunar við denisovamenn og gefa ekki tilefni til að meðtaka tilgátu 1.

Höfundar greinarinnar könnuðu einnig neanderdals-setraðirnar meðal hópa manna og landsvæða. Tíðni hennar er lág í Evrópu, eða um 8%. Hún er einnig lág í Austur-Asíu, en há í suðurhluta sömu álfu. Tíðnin er sérstaklega há meðal íbúa í Bangladess, þar sem áætlað er að 63% séu arfberar og 13% arfhreinir um neanderdalsgerðina. Mikill munur á tíðni samsæta eða setraða milli hópa eða landa er vísbending um að náttúrulegt val verki á tiltekin gen. Vangaveltur hafa verið uppi um það hvort neanderdalsgerðin hafi ef til vill verið verndandi fyrir einhverri sýkingu í fyrndinni, og þess vegna orðið svo algeng í vissum stofnum. Slíkar tilgátur er hins vegar mjög erfitt að prófa.

Veruleikinn er sá að að minnsta kosti einn erfðaþáttur hefur veruleg áhrif á líkurnar á alvarlegum einkennum COVID-19 hjá þeim sem smitast.[5] Eftir er að rannsaka hvort áhrifin séu missterk eftir aldri, milli kynja, sjúkdómum eða háð einhverjum umhverfisþáttum. Vænta má slíkra tilbrigða, því einn meginlærdómur erfðafræðinnar er að jafnvel sterkir erfðaþættir eru háðir umhverfi, samspili við aðra erfðaþætti eða jafnvel tilviljunum. Eins og með svo margt í náttúrunni er viðbúið að erfðir COVID-19 séu einnig samhengi háðar.

Samantekt:

  • Tiltekið svæði (setröð) á litningi 3 tengist aukinni áhættu á alvarlegum einkennum vegna COVID-19.
  • Setröðin hefur að öllum líkindum borist í H. sapiens frá neanderdalsmönnum.
  • Töluverður munur er á tíðni setraðarinnar, og þá áhættunnar sem genin stuðla að, milli og innan meginlanda.

Tilvísanir:
  1. ^ Fyrir þá sem vilja nafngreina erfðabreytileika, þá er um að ræða SNP rs35044562 á p-armi litnings 3 (3p21.31).
  2. ^ Setraðir (e. haplotypes) eru runur sérstakra samraðana stökkbreytinga á ákveðnu svæði í erfðamenginu. Þær verða til vegna þess að endurröðun nær ekki að brjóta upp tengsl milli allra breytileikanna, og því erfast vissar stökkbreytingar saman í nokkurs konar kippum.
  3. ^ Denisovafólk er nefnt eftir Denisova-hellinum í Altai-fjöllum, þar sem nú er Síbería. Þar fundust fyrstu bein úr denisóvafólki árið 2008.
  4. ^ Meira verður fjallað um það síðar á Vísindavefnum.
  5. ^ Fyrri rannsókn benti til tengsla sjúkdómsins við erfðabreytileika í HBO-blóðflokkageninu (Ellinghaus ofl.) en merkilegt nokk sýnir það svæði ekki samband við alvarleg einkenni.

Heimildir:

Myndir:

Hér er einnig að finna svar við spurningunni:
Hver er uppruni erfðaþáttar sem eykur líkurnar á alvarlegum einkennum COVID-19?

Höfundur

Arnar Pálsson

erfðafræðingur og prófessor í lífupplýsingafræði við HÍ

Útgáfudagur

12.10.2020

Spyrjandi

Gubjörg Hulda, ritstjórn

Tilvísun

Arnar Pálsson. „Er eitthvað til í því að gen frá neanderdalsmönnum valdi verri COVID-19-sjúkdómi?“ Vísindavefurinn, 12. október 2020. Sótt 27. október 2020. http://visindavefur.is/svar.php?id=80237.

Arnar Pálsson. (2020, 12. október). Er eitthvað til í því að gen frá neanderdalsmönnum valdi verri COVID-19-sjúkdómi? Vísindavefurinn. Sótt af http://visindavefur.is/svar.php?id=80237

Arnar Pálsson. „Er eitthvað til í því að gen frá neanderdalsmönnum valdi verri COVID-19-sjúkdómi?“ Vísindavefurinn. 12. okt. 2020. Vefsíða. 27. okt. 2020. <http://visindavefur.is/svar.php?id=80237>.

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

=

Er eitthvað til í því að gen frá neanderdalsmönnum valdi verri COVID-19-sjúkdómi?
Sjúkdómurinn COVID-19 stafar af veirusýkingu, en alvarleiki sýkingar og einkenna veltur á mörgum þáttum. Vitað er að aldur, kyn, og ýmsir undirliggjandi sjúkdómar tengjast aukinni áhættu á alvarlegum einkennum og andláti. Nýlegar rannsóknir benda einnig til að erfðir, það er að segja erfðabreytileiki í einstaklingum, tengist aukinni áhættu. Þetta á sérstaklega við um einstaklinga sem erfa ákveðna útgáfu af vissu svæði á litningi 3.

Nokkrir samhangandi erfðabreytileikar á litningi 3 sýndu sterkasta sambandið við sjúkdóminn, og var tíðni þess sterkasta um 9% í sjúklingum með alvarleg einkenni en 4% meðal fólks án alvarlegra einkenna.[1] Innan svæðisins á litningnum eru nokkur gen, SLC6A20, LZTFL1, CCR9, FYCO1, CXCR6 og XCR1. Breytileikarnir með sterkasta sambandið spanna rúmlega 50.000 basapara svæði sem nær yfir hluta af útröðum LZTFL1-gensins, og sitthvað aukreitis. En þar sem genaþéttni er töluverð á svæðinu og vegna þess að sumar stjórnraðir eru langdrægar er ekki hægt að staðhæfa að áhrif samsætunnar séu í gegnum það gen.

Mynd 1. Manhattan-graf sem sýnir að sterkasta samband alvarlegra einkenna COVID-19 er við erfðabreytileika á litningi 3 (y-ás sýnir marktækni, - log af p-gildi og x-ás litninga, hver punktur táknar einn erfðabreytileika). Bornir voru saman 2972 einstaklingar með alvarlega öndunarörðugleika af völdum COVID-19 og viðmiðunarhópur (284.472 einstaklingar). Greiningin var framkvæmd 30. september og byggir á níu gagnasettum. Greiningin er fengin héðan: www.covid19hg.org.

Erfðafræðingar veittu því eftirtekt að erfðabreytileikinn á svæðinu var óvenjulegur. Sú útgáfa af svæðinu (kölluð setröð[2]) sem eykur áhættuna var mjög ólík öðrum gerðum sem finnast hjá mönnum. Mikill munur á setröðum á ákveðnu svæði er vísbending um að þær hafi aðskilist fyrir löngu í þróuninni.

Þróunarerfðafræðingurinn Hugo Zeberg og erfðafræðingurinn Svante Pääbo ákváðu að kanna uppruna setraðarinnar sem tengist COVID-19. Þeir birtu niðurstöður sínar í tímaritinu Nature í lok september 2020. Prófaðar voru þrjár tilgátur. Í fyrsta lagi er mögulegt að setröðin sé hluti af sögu H. sapiens, en hafi ekki borist frá öðrum hópum. Í öðru lagi getur verið að setröðin hafi komið frá neanderdalsmönnum (Homo neanderthalensis). Að síðustu gæti hún hafa borist frá denisovafólki, sem einnig makaðist við forfeður okkar í fyrndinni.[3]

Rannsóknin byggir á vitneskju sem fékkst úr samanburði á erfðaefni úr H. sapiens og þessum tveimur undirtegundum og þeirri staðreynd að við aðgreindumst frá þessum frændum okkar fyrir um 550.000 árum. Neanderdals- og denisovamenn skildust svo að fyrir um 400.000 árum (og denisovar líklega í fleiri undirhópa). Hóparnir voru aðskildir í hundruði þúsunda ára en nýleg gögn benda samt til merkjanlegs genaflæðis á milli þeirra, til dæmis milli H. sapiens og neanderdalsmanna fyrir um það bil 50.000 árum.[4] Áhrifin af erfðablönduninni eru smávægileg, um 1-3% af erfðaefni Evrópubúa er ættað frá neanderdalsmönnum.

Setröð á litningi 3 tengist aukinni áhættu á alvarlegum einkennum vegna COVID-19. Setröðin hefur að öllum líkindum borist í H. sapiens frá neanderdalsmönnum. Myndin sýnir líkan af neanderdalsmanni.

Hugo og Svante rannsökuðu setröðina sem tengist mestri áhættu fyrir COVID-19 sjúklinga. Þeir könnuðu einnig 5008 setraðir sem aðgengilegar eru í opnum gagnagrunnum en hristu af sjaldgæfar gerðir og stakar basabreytingar. Að lokum enduðu þeir með 253 setraðir sem samanstóðu af 450 erfðabreytileikum.

Setröðin sem tengist COVID-19 er frábrugðin þeim næstum öllum, og mjög lík röðum úr neanderdalsmanni. Sérstaklega um 50.000 ára gömlu sýni frá Króatíu (Vindija 33.19). Gögnin styðja tilgátu 2, um að þessi erfðaáhættuþáttur hafi komið frá neanderdalsmönnum. Þau benda ekki til blöndunar við denisovamenn og gefa ekki tilefni til að meðtaka tilgátu 1.

Höfundar greinarinnar könnuðu einnig neanderdals-setraðirnar meðal hópa manna og landsvæða. Tíðni hennar er lág í Evrópu, eða um 8%. Hún er einnig lág í Austur-Asíu, en há í suðurhluta sömu álfu. Tíðnin er sérstaklega há meðal íbúa í Bangladess, þar sem áætlað er að 63% séu arfberar og 13% arfhreinir um neanderdalsgerðina. Mikill munur á tíðni samsæta eða setraða milli hópa eða landa er vísbending um að náttúrulegt val verki á tiltekin gen. Vangaveltur hafa verið uppi um það hvort neanderdalsgerðin hafi ef til vill verið verndandi fyrir einhverri sýkingu í fyrndinni, og þess vegna orðið svo algeng í vissum stofnum. Slíkar tilgátur er hins vegar mjög erfitt að prófa.

Veruleikinn er sá að að minnsta kosti einn erfðaþáttur hefur veruleg áhrif á líkurnar á alvarlegum einkennum COVID-19 hjá þeim sem smitast.[5] Eftir er að rannsaka hvort áhrifin séu missterk eftir aldri, milli kynja, sjúkdómum eða háð einhverjum umhverfisþáttum. Vænta má slíkra tilbrigða, því einn meginlærdómur erfðafræðinnar er að jafnvel sterkir erfðaþættir eru háðir umhverfi, samspili við aðra erfðaþætti eða jafnvel tilviljunum. Eins og með svo margt í náttúrunni er viðbúið að erfðir COVID-19 séu einnig samhengi háðar.

Samantekt:

  • Tiltekið svæði (setröð) á litningi 3 tengist aukinni áhættu á alvarlegum einkennum vegna COVID-19.
  • Setröðin hefur að öllum líkindum borist í H. sapiens frá neanderdalsmönnum.
  • Töluverður munur er á tíðni setraðarinnar, og þá áhættunnar sem genin stuðla að, milli og innan meginlanda.

Tilvísanir:
  1. ^ Fyrir þá sem vilja nafngreina erfðabreytileika, þá er um að ræða SNP rs35044562 á p-armi litnings 3 (3p21.31).
  2. ^ Setraðir (e. haplotypes) eru runur sérstakra samraðana stökkbreytinga á ákveðnu svæði í erfðamenginu. Þær verða til vegna þess að endurröðun nær ekki að brjóta upp tengsl milli allra breytileikanna, og því erfast vissar stökkbreytingar saman í nokkurs konar kippum.
  3. ^ Denisovafólk er nefnt eftir Denisova-hellinum í Altai-fjöllum, þar sem nú er Síbería. Þar fundust fyrstu bein úr denisóvafólki árið 2008.
  4. ^ Meira verður fjallað um það síðar á Vísindavefnum.
  5. ^ Fyrri rannsókn benti til tengsla sjúkdómsins við erfðabreytileika í HBO-blóðflokkageninu (Ellinghaus ofl.) en merkilegt nokk sýnir það svæði ekki samband við alvarleg einkenni.

Heimildir:

Myndir:

Hér er einnig að finna svar við spurningunni:
Hver er uppruni erfðaþáttar sem eykur líkurnar á alvarlegum einkennum COVID-19?
...