Tutkijat selvittivät, miksi deltavariantti tarttuu niin tehokkaasti: yhden aminohapon mutaatio lisää tartuttavuutta moninkertaisesti - Tiede | HS.fi

Tutkijat selvittivät, miksi delta­variantti tarttuu niin tehokkaasti: yhden amino­hapon mutaatio lisää tartuttavuutta monin­kertaisesti

Deltavariantissa viruksen ytimessä on erityinen mutaatio. Tutkijoiden käyttämää tekniikkaa voidaan soveltaa muihinkin tutkimuksiin

Tutkittu mutaatio auttaa koronavirusta levittämään perimäainestaan tehokkaammin solun sisälle.

17.11.2021 2:00 | Päivitetty 17.11.2021 16:53

Koronaviruksen deltavariantista on tullut virustaudin hallitseva muoto kaikkialla maailmassa. Se tarttuu ja leviää muita virusmuotoja herkemmin, ja deltamuunnos on tavallaan vienyt tilan vähemmän tartuttavilta varianteilta.

Deltamuunnosta havaittiin ensi kertaa Intiassa jo viime vuoden lopulla.

Mutta miksi se on niin ärhäkkä tarttumaan? Virukset muuntuvat jatkuvasti. Entuudestaan tiedetään, että deltamuunnoksessa on tiettyjä mutaatioita piikkiproteiinissa, jonka avulla virus tunkeutuu soluihin.

Piikkiproteiini lienee monelle tässä vaiheessa tuttu käsite. Esimerkiksi Pfizerin ja Modernan mrna-rokotteet perustuvat siihen, että elimistö oppisi tunnistamaan tämän piikkiproteiinin ja näin suojautumaan virukselta.

Mutta viruksen rakenteessa on myös muita proteiineja. Science-lehdessä julkaistussa tutkimuksessa on löydetty koronaviruksen deltamuunnoksesta toinen tärkeä mutaatio, joka lisää olennaisesti viruksen tarttuvuutta.

Tämä mutaatio on viruksen nukleokapsidissa eli tavallaan viruksen kuoressa, jonka sisällä on viruksen tarttuva perimäaines. Mutaation olemassaolo on tiedetty, mutta nyt sen toiminnasta päästiin tarkemmin selville.

Kun piikkiproteiinin otollinen muoto auttaa virusta ensiksi pääsemään sisään soluun, niin tämä toinen mutaatio auttaa virusta levittämään perimäainestaan tehokkaammin solun sisälle. Tuloksena tartunnan saanut solu tuottaa uusia viruksia entistä enemmän.

Uuden havainnon mahdollisti nokkela keksintö, jonka Nobel-voittaja Jennifer Doudna kehitti kollegoineen.

Science-lehden mukaan suuri osa koronaviruksen perimän tutkimuksesta keskittyy juuri piikkiproteiiniin, sillä sen toimintaa on helppo tutkia laboratoriossa keinotekoisilla, mutta harmittomilla viruksilla.

Esimerkiksi lentivirusta voi muokata niin, että siihen kehittyy koronaviruksen piikkejä. Näissä malleissa ei kuitenkaan päästä käsiksi koronaviruksen muihin proteiineihin.

Doudna kollegoineen räätälöi nyt laboratoriossa kasaan niin sanottuja viruksen kaltaisia partikkeleja (englanniksi virus-like particle).

Ne ovat eräänlaisia nukkeviruksia. Niissä on kaikki viruksen rakenneproteiinit ja ne muistuttavat aivan aitoa koronavirusta, mutta ne ovat täysin harmittomia. Niissä ei ole koronaviruksen perimää lainkaan, joten ne eivät voi aiheuttaa tartuntaa. Ne ovat ikään kuin paukkupatruunoita.

Nämä viruksen kaltaiset partikkelit voivat kuitenkin laboratoriossa tunkeutua soluihin aivan kuin aito virus, joten niiden ominaisuuksia voidaan seurata.

Tutkijat latasivat tällaisen nukkeviruksen sisään pienen pätkän erityistä mrna-koodia. Kun tämä koodinpätkä menee viruksen mukana solun sisään, se saa solun hohtamaan mikroskoopin alla.

Mitä kirkkaammin solut hohtavat, sitä enemmän niiden sisään on päässyt tätä mrna-koodia. Tämä kertoo myös siitä, miten tehokkaasti oikea virus levittäisi aitoa perimää soluun.

”Deltamuunnoksessa oleva mutaatio saa viruksen tuottamaan tarttuvia partikkeleja entistä tehokkaammin, ja siksi se leviää paremmin.”

Nukkeviruksia peukaloitiin vielä hieman. Tutkijat muokkasivat niiden nukleokapsidiin koronan deltamuunnoksesta jo tunnetun r203m -mutaation.

Tällä mutaatiolla varustetut leikkivirukset olivat selvästi tehokkaampia tartuttajia.

”Tämä yksittäinen muutos deltavariantin nukleokapsidin proteiinissa latasi soluihin kymmenen kertaa enemmän mrna-koodia kuin alkuperäinen koronavirus”, kertoo Doudna Science-lehdessä.

Seuraavaksi tutkijat toistivat kokeen aidolla koronaviruksella. He peukaloivat virukseen tuon saman r203m -mutaation ja tartuttivat viruksilla keuhkosoluja. Tartunnan saaneet solut tuottivat tartuntakykyisiä viruksia 51 kertaa enemmän kuin koronaviruksen alkuperäiset kannat.

Tähän näyttää siis ainakin osittain perustuvan deltamuunnoksen herkkyys levitä.

Koronavirustartunnassa virus valjastaa kehon solut tuottamaan lisää virusta. Virustehdas ei kuitenkaan toimi täydellä teholla, sillä läheskään kaikki sairastuneiden solujen tuottamat viruspartikkelit eivät pysty tartuttamaan lisää soluja.

Mutta mitä tehokkaammin koronavirus saa työnnettyä RNA-perimää soluun, sitä enemmän tartuttavia viruspartikkeleja se kykenee tuottamaan.

”Deltamuunnoksessa oleva mutaatio saa viruksen tuottamaan tarttuvia partikkeleja entistä tehokkaammin, ja siksi se leviää paremmin”, selittää tutkimuksen ensimmäinen kirjoittaja Abdullah Syed.

Juuri tähän koronaviruksen nukleokapsidissa olevaan mutaatioon kannattaisi suunnata lisää huomiota, sanovat tutkijat.

Tässä tutkimuksessa käytettyjen ”nukkevirusten” eli viruksen kaltaisten partikkeleiden avulla voisi myös koronavirusta tutkia entistä helpommin. Tällaisten harmittomaksi räätälöityjen virusmallien tutkimus ei vaadi niin äärimmäisiä suojatoimia kuin aidon koronaviruksen tutkiminen.

Edelleenkin varmaa tietoa saadaan vain tekemällä näitä mutaatioita oikeisiin viruksiin, muistuttaa Nobel-palkittu virologi Charles Rice Rockefeller-instituutista.

Tutkimusta tehnyt Jennifer Doudna palkittiin niin ikään viime vuonna Nobelilla työstään mullistavan geenimuokkausmenetelmä crispr-cas9:n kehityksessä. Uusi tutkimus ei kuitenkaan suoraan liity tähän menetelmään.

Lue lisää: Uusi tekniikka mullisti rokotteet, ja nyt siitä odotetaan apua syöpiin ja moniin muihin sairauksiin – ”Näkymät ovat teoriassa rajattomat”

Lue lisää: Hus oli mukana tutkimuksessa, joka selvitti, miksi korona­virus on joillekin niin vaarallinen – lääkäri pitää tuloksia läpi­murtona

Artikkeliin liittyviä aiheita

Osaston uusimmat

Luitko jo nämä?

Osaston luetuimmat