ویروس آنفولانزا همواره در حال پیشرفت بوده و از طریق جهش های جدید با شرایط جدید خودش را سازگار می کند.
دانشمندان در بیمارستان تحقیقاتی کودکان اس تی جود به اطلاعات جدیدی دست یافته اند و اکنون می توانند دلیل و نحوه تغییر ویروس های آنفولانزا را توضیح دهند. مدل “بقای دست یافتنی” یک دیدگاه تکمیل کننده ارائه می دهد. این مقاله مطالعاتی همین امروز در مجله پیشرفت های علمی چاپ شد.
ویروس به این خاطر که همیشه در حال جهش های ژنتیکی هستند، مدام در حال تغییر و تحول می باشند. به خاطر همین جریان سریع است که مردم هر سال آنفولانزا می گیرند و به همین دلیل هم باید آخرین گونه ویروس آنفولانزا که به عنوان رشته برتر ظاهر شده است را بررسی کنیم.
دانشمندان در این دانشکده اقدام به بررسی این تئوری کردند و یک اصل متحول کننده جایگزین را تعریف کردند؛ اصل پیشنهادی آن ها با نام “دسترسی پذیری به گونه” عامل اصلی تحول است.
الکساندر گانرسون و ام مادان بابو که هر دو دارنده مدرک دکتری هستند و در دپارتمان بیولوژی ساختاری بیمارستان اس تی جود و مرکز عالی اکتشافات داده محور فعالیت می کنند، یک مدل دسترسی پذیری جهشی تهیه کردند تا به کمک آن بتوان چگونگی و دلیل بروز جهش های خاص در میان مردم در هنگام چرخه های پیشرفت ویروسی را مشخص کرد.
ویروس آنفولانزا: دسترسی پذیری به گونه که نادیده گرفته شده است
حروف ژنوم فقط چهار کلمه دارند که نوکلئوتیدها را نشان می دهند: آدینوزین یا A، تیامین یا T، گوآنتین یا G و سیتوزین یا C. به گروه هایی متشکل از سه نوکلئوتید در یک ژن کد گذار پروتئین، کودان گفته می شود.
کودان ها نقش گیرنده برای ارزیابی پروتئین را بازی کرده و یک آمینو اسید خاص را کد گذاری می کنند. زمانی می گوییم جهش رخ داده است که نوکلئوتیدها دستخوش تغییر می شوند، مثلا در هنگام تکثیر. در نتیجه این تغییر، یک آمینو اسید متفاوت تولید شده که از آن برای ساخت پروتئین استفاده می شود.
اما همان طور که بابو و گانرسون کشف کردند، احتمال بروز تمام جهش ها برابر نیست.
بابو می گوید، “جهت گیری های داخلی در فرایند تکثیر ژنتیکی وجود دارد، مثلا ژنوم A به C تغییر می کند نه G. به این معنی است که تعداد موجودات زنده که ساختار ژنتیکی جهش یافته با جهش A به C دارند بسیار بیشتر است و احتمالا از این گروه گونه هایی به بقای خود ادامه می دهند. این در حالی است که جهش A به G توالی مطلوب تری دارند.”
بابو و گانرسون که از ویروس های آنفولانزا برای مطالعه موردی خود استفاده کردند، این مفهوم را به یک مدل ریاضیاتی تفسیر می کنند. دانشمندان با کمک مدل آن ها می توانند مسیر تکاملات آتی را بر اساس احتمال قابلیت دسترسی به یک جهش پیش بینی کنند.
یکی از موضوعات مورد علاقه در این مطالعه این است که چگونه سایت های پروتئینی خاص توانایی اصلاح بعد از یک جهش را به دست آورده یا از دست می دهند. سپس در ادامه تاثیر این به دست آوردن یا از دست دادن بر کارکرد پروتئین را توضیح دادند.
جهش هایی با قابلیت دسترسی بیشتر احتمالا در میان مردم غالب تر هستند، حتی اگر جهش های رخ داده مناسب ترین موارد نباشند. گانرسون می گوید، “اگر احتمال دریافت بهترین جهش ها یک از صدها تریلیون باشد، احتمال دیده شدن این جهش در میان مردم حتی اگر مطلوب ترین گزینه باشد نیز اندک می باشد.”
تقویت دانش ما درباره جهت گیری جهشی و پیش بینی نتایج در سیستم های در حال توسعه
مفهوم دسترسی پذیری به گونه به خاطر سادگی که دارد، بی نظیر است اما همانند اکثر مواد در محیط، این مفهوم نیز نوعی تعادل میان احتمالات آماری است. از رویداد جهش و تفاوت ها در احتمال یک سری تغییرات نوکلئوتیدی گرفته تا افزایش کودان (چندین کودان برای یک آمینو اسید)، یک تعادل بی نظیر میان ارکان پیشرو در این مسیرهای تکاملی وجود دارد.
مادان بابو در ادامه می گوید، “هر چقدر اطلاعات مان درباره جهت گیری های جهشی بیوشیمی (مثلا در دوران تکثیر) در ویروس ها بیشتر شود، به احتمالات و مسیرهای جدید بیشتری می رسیم زیرا درک مان درباره نحوه احتمالی تکامل ویروس هم بیشتر می شود.”
یکی دیگر از دانشمندان این مطالعه به نام وبی می گوید، “سناریوهای زیادی برای سلامت جامعه مطرح است و ما سعی می کنیم مسیر تکاملی ویروس های آنفولانزا را پیش بینی کنیم، مثلا مناسب ترین واکنش موجود را برای نوع بعدی آنفولانزا انتخاب کنیم. مدل ‘بقای قابل دسترس’ به این پیش بینی ها قوت بخشیده و به کمک آن می توانیم ویروس هایی که احتمالا یک سری ویژگی های نگران کننده دریافت می کنند را با اعتماد بیشتری شناسایی کنیم.”
این مدل صرفا برای آنفولانزا یا حتی ویروس شناسای کاربرد ندارد و می توانیم برای جهت گیری های جهشی در بیماری های متفاوت دیگر، مثلا در سرطان، هم از آن استفاده کنیم.
