Hva er genomsekvensering og overvåking? Hvorfor er det viktig? – India News, Firstpost

Genomet til SARS-CoV-2-viruset består av ribonukleinsyre eller RNA, en enkelt streng på 30 000 enheter (kalt baser) som utgjør alle dens gener.

Hva menes med viral genom og mutasjoner?

Genomet til SARS-CoV-2-viruset består av ribonukleinsyre eller RNA, en enkelt streng på 30 000 enheter (kalt baser) som utgjør alle dens gener. Etter hvert som viruset multipliserer i menneskelige celler, må det kopiere genomet for å lage mer virale partikler, en prosess som kalles replikasjon. Kopieringsfeil blir noen ganger introdusert i denne prosessen fordi enzymet som kopierer RNA er feilutsatt. Disse kopieringsfeilene introduserer mutasjoner eller endringer i den genomiske sekvensen. Endringene endrer virusgenene, noe som fører til en endring i virusproteinene kodet av dem.

Mens de fleste av disse endringene enten ikke har noen konsekvens eller er skadelige for selve viruset, og derfor ikke blir lagt merke til, kan noen av disse endringene ha biologiske effekter når det gjelder å påvirke virusets smittsomhet, overføring og / eller andre funksjoner. som styres av virusproteinene. Dermed, selv om mutasjoner oppstår i det normale løpet av viral replikasjon, kan de da bli valgt for deres gunstige egenskaper til viruset. Det eneste replikasjonsmidlet som er tilgjengelig for et virus, er i dets humane vert, derfor gir høyere sykdomspredning og økende infeksjoner større muligheter for virusgenomet å utvikle flere mutasjoner og deres kombinasjoner, som er kjent som ‘varianter’. I løpet av det siste halvannet året av pandemien har SARS-CoV-2 akkumulert mutasjoner med en hastighet på ~ 2 endringer per måned.

Hva er genomisk overvåking og hvorfor er det viktig?

Kontinuerlig overvåking av virusgenomvariasjoner er veldig nyttig for å spore sykdomsutbredelsesveien. Slik informasjon kan være veldig nyttig i inneslutningstiltak og strategier. Mutasjoner kan også påvirke pandemiens forløp ved å endre virusets egenskaper og generere nye varianter. En ‘Variant of Interest’ (VOI) har en eller flere mutasjoner som antas å ha biologiske konsekvenser, for eksempel økt overføring eller har blitt observert i andre linjer med skadelige effekter. Hvis videre vurdering forutsier eller dokumenterer rollen til en bestemt VOI i å redusere effektiviteten til nåværende tiltak, for eksempel bevis for økt smitte, virulens eller immunflukt, blir det en ‘Variant of Concern’ (VOC) og blir nøye overvåket. Med vaksinasjoner som nå gjennomføres i mange land, er mutasjoner som gir immunflukt særlig bekymring. Dette er fenomenet hvor viruset tilegner seg muligheten til å omgå vertsimmunitet som enten er anskaffet av en tidligere SARS-CoV-2-infeksjon, eller som er gitt ved vaksinasjon.

Genomisk overvåking lar forskere undersøke genomssekvensen til virusstammene som infiserer befolkningen. Vi kan dermed spore effekten av nye mutasjoner ved å sekvensere virusgenomene og knytte nye endringer med signifikante forskjeller i virussirkulasjonstrender. Å gjennomføre genomisk overvåking i et folkerikt land som India krever rask og tidsmessig sekvensering av virale genomer over flere stater for å identifisere potensielle bekymringer og redusere spredningen av viruset. For dette formålet ble den indiske SARS-CoV-2 Genome Sequencing Consortia (INSACOG) dannet mot slutten av 2020 med sikte på å sekvensere en brøkdel av positive tilfeller for å følge fremveksten av varianter etc. Virusgenomsekvensene er avsatt i en global offentlig database kalt Global Initiative on Sharing All Influenza Data (GISAID) for å muliggjøre datadeling mellom forskere for analyse.

Indias genom-sekvenseringsfunksjoner

India har utgjort et laboratorienettverk av akademiske institusjoner under INSACOG, for å utvide genomisk overvåking over hele landet. CSIR-CCMB (Center for Cellular and Molecular Biology) er et partnerinstitutt i dette initiativet og har ledet covid-19 testing og sekvensering av virusprøver fra infiserte tilfeller, spesielt over Telangana og Andhra Pradesh. Vi har sekvensert ~ 4000 virale genomer og analysert virale varianter som sirkulerer over hele landet for å følge fremvoksende mutasjonstrender. Sekvensene og mutasjonsanalysen er vert på et interaktivt dashbord, GEAR-19 (Genome Evolution Analysis Resource for covid-19 ), med et enkelt grafisk brukergrensesnitt slik at dataene er offentlig tilgjengelige for forskere over hele landet og verden.

Les også: Variant, belastning og mutasjon av SARS-CoV-2 betyr alle forskjellige ting

GISAID er for tiden vert for 18,73,981 SARS-CoV-2 genom-sekvenser globalt. Omtrent 20 000 sekvenser av virusgenomer isolert fra indiske pasienter er for tiden tilgjengelige på GISAID, med INSACOG som har sendt inn 13 000 sekvenser de siste fem månedene siden oppstarten. Dette har vært mulig på grunn av det store nettverket som er utviklet med store sykehus og COVID-testsentre samt statlige myndigheter det siste året av pandemien, for tilgang til pasientprøver og epidemiologiske data. Men gitt landets befolkning og covid-19 saksbyrde, forblir antall tilgjengelige sekvenser for landet uforholdsmessig lavt, og innsikt fra eksisterende innsats må skjerpes for å holde tritt med den raskt utviklende situasjonen. Vi innlemmer nå ytterligere tiltak for å oppskalere genomiske overvåkningsprogrammer over hele landet ved å øke sekvenseringsarbeidet, bioinformatikk og datadeling, spesielt fra landlige omgivelser og områder som er berørt mer i den andre bølgen av covid-19 .

En ting som har dukket opp under denne pandemien, er bruken av sofistikerte teknikker for å løse viktige spørsmål knyttet til epidemiologi og dynamikken til denne sykdommen. Diagnostikk som kostet rundt Rs 4000 per test er nå tilgjengelig til under Rs 200 per test. Vi er i stand til å spore infeksjonsnivået i populasjonen fra kloakkprøven. Disse er så billige og effektive at fremtidig overvåking vil være av mye større effektivitet. Genomics kommer til å være det helt grunnleggende verktøyet for håndtering av ikke bare smittsomme sykdommer, men også for personlig og presisjonsmedisin. India burde utvikle og urbefolke sine genom-sekvenseringsfunksjoner i løpet av de neste 2-3 årene, gitt at vi kanskje må leve med epidemier og pandemier på en mer regelmessig basis. Slike evner og overvåking vil være avgjørende for å forebygge katastrofene og redusere skaden.

Surabhi Srivastava er forskningskoordinator for genomikk og bioinformatikk. Rakesh K Mishra er tidligere direktør og nåværende rådgiver for covid-19 innsats ved CSIR-senter for cellulær og molekylærbiologi, Hyderabad.