കോവിഡ്-19 വൈറസ്സിന്റെ സമഗ്ര ജീനോം മാപ്പുമായി എം.ഐ.ടി ഗവേഷകർ

Read Time:10 Minute

സീമ ശ്രീലയം.

കോവിഡ് 19 വൈറസ്സായ സാർസ്കോവ്-2 ന്റെ സമഗ്രമായ ജീനോം മാപ്പ് തയ്യാറാക്കി ചരിത്രം കുറിച്ചിരിക്കുകയാണ് മസ്സാച്ചൂസെറ്റ്സ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജി ഗവേഷകർ.

കോവിഡിന്റെ രണ്ടാം തരംഗം നമ്മെ വിറപ്പിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയും മൂന്നാം തരംഗത്തെക്കുറിച്ചുള്ള മുന്നറിയിപ്പുകൾ ആശങ്ക ഉയർത്തുകയും ചെയ്യുന്ന ഈ സമയത്ത് വൈറസ്സിന്റെ ജനിതക വ്യതിയാനങ്ങളെക്കുറിച്ചും അതിന്റെ തീവ്രതയെക്കുറിച്ചും പുതിയ വ്യതിയാന സാധ്യതകളെക്കുറിച്ചുമൊക്കെ കൂടുതൽ ഉൾക്കാഴ്ച നൽകാനും പ്രതിരോധവും ചികിൽസയും കൂടുതൽ ഫലപ്രദമാക്കാനും വഴിയൊരുക്കുന്ന നേട്ടമാണിത്. കോവിഡ് മഹാമാരി പൊട്ടിപ്പുറപ്പെട്ട് ഏതാനും മാസങ്ങൾക്കുള്ളിൽത്തന്നെ കോവിഡ് 19 വൈറസ്സിന്റെ ജീൻ അനുക്രമ നിർണ്ണയം നടത്താൻ ഗവേഷകർക്ക് കഴിഞ്ഞിരുന്നു. ഇപ്പോൾ താരതമ്യ ജീനോമിക്സ് പഠനങ്ങളിലൂടെ (comparative genomics) കോവിഡ് 19 വൈറസ്സിന്റെ കൂടുതൽ വിശദമായ ജനിതക രഹസ്യങ്ങളാണ് MIT ഗവേഷകർ ചുരുൾ നിവർത്തുന്നത്. നേച്ചർ കമ്യൂണിക്കേഷൻസിലാണ് പഠന റിപ്പോർട്ട് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്. ഈ വൈറസ്സ് മനുഷ്യനെ ബാധിച്ചു മുതലുള്ള ഏതാണ്ട് രണ്ടായിരത്തോളം മ്യൂട്ടേഷനുകളാണ് ഗവേഷകർ വിശകലനം ചെയ്തത്.

സാർസ്-കോവ്-2 ജീനോമിൽ മുപ്പതിനായിരത്തോളം ആർ.എൻ.എ ബേസുകളാണ് ഉള്ളത്. കോവിഡ് വൈറസ്സ് ജീനോമിലെ പ്രോട്ടീൻ കോഡിങ് ജീനുകളെ മുഴുവൻ തിരിച്ചറിയാൻ ഇതിനെ സമാന വൈറസ്സുകളുടെ ജീനോമുമായി താരതമ്യം ചെയ്യുന്ന താരതമ്യ ജീനോമിക പഠനമാണ് ഗവേഷകർ അവലംബിച്ചത്. സാർസ്-കോവ്-2 വൈറസ്സ് ഉൾപ്പെടുന്ന സാർബെക്കോ വൈറസ് എന്ന സബ് ജീനസ്സിലെ മിക്ക വൈറസ്സുകളും വവ്വാലുകളെ ബാധിക്കുന്നവയാണ്. കോവിഡ് 19 നു കാരണമായ സാർസ്കോവ്-2 വൈറസ്സ്, സാർസിനു കാരണമായ സാർസ്കോവ് വൈറസ്സ് എന്നിവയുൾപ്പെടെ 44 ഇനം സാർബെക്കോവൈറസ്സുകളെയാണ് വിശദമായ ജനിതക പഠനങ്ങൾക്കു വിധേയമാക്കിയത്. MIT യുടെ കമ്പ്യൂട്ടർ സയൻസ് ആന്റ് ആർട്ടിഫിഷ്യൽ ഇന്റലിജൻസ് ലബോറട്ടറിയിലെ ഗവേഷകനായ മണോലിസ് കെല്ലിസ് (Manolis Kellis) വികസിപ്പിച്ചെടുത്ത കമ്പ്യൂട്ടേഷണൽ സങ്കേതങ്ങളാണ് വൈറസ്സിന്റെ താരതമ്യ ജീനോമിക് പഠനത്തിന് ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയത്. മനുഷ്യ ജീനോമിനെ മറ്റു സസ്തനികളുടെ ജീനോമുമായി താരതമ്യം ചെയ്തുള്ള പഠനങ്ങൾക്ക് ഈ സങ്കേതം നേരത്തെ ഉപയോഗപ്പെടുത്തിയിരുന്നു. ചില പ്രത്യേക ഡി.എൻ.എ ബേസുകളോ ആർ.എൻ.എ ബേസുകളോ സ്പീഷിസ്സുകളിൽ കാലങ്ങളായി മാറ്റമില്ലാതെ നിലനിന്നു പോരുന്നുണ്ടോ എന്നു തിരിച്ചറിഞ്ഞ് അവയുടെ പരിണാമ ക്രമം താരതമ്യം ചെയ്യുകയായിരുന്നു.

മണോലിസ് കെല്ലിസ് (Manolis Kellis) ചിത്രം കടപ്പാട് : Screenshot from YouTube/TEDx Talks

പുതിയ ഗവേഷണത്തിൽ സാർസ്കോവ് 2 ജീനോമിൽ ആറു പ്രോട്ടീൻ കോഡിങ് ജീനുകളെ തിരിച്ചറിയാൻ MIT ഗവേഷകർക്കു സാധിച്ചു. ORFS3a, 6, 7a, 7b, 8, 9b എന്നിവയുടെ പ്രോട്ടീൻ കോഡിങ് വിരലടയാളങ്ങളാണ് ഇപ്പോൾ തിരിച്ചറിഞ്ഞിരിക്കുന്നത് എല്ലാ കൊറോണാ വൈറസ്സുകളിലും കാണപ്പെടുന്ന അഞ്ചു പ്രോട്ടീൻ കോഡിങ് ജീനുകളെ നേരത്തെ തന്നെ തിരിച്ചറിഞ്ഞിരുന്നു. ഒരു ജീനിനുള്ളിൽ മറ്റൊരു ജീൻ എന്നത് വലിയ ജീവികളുടെ ജീനോമിൽ അപൂർവ്വമാണെങ്കിലും പല വൈറസ്സുകളിലും ഇതു കാണപ്പെടാറുണ്ട്. ഇത്തരമൊന്ന് സാർസ്കോവ് 2 വൈറസ്സിലും കണ്ടെത്തി. കോവിഡ് വൈറസ്സ് ജീനോമിൽ ORF3a എന്ന ജീൻ കാണപ്പെടുന്ന ഭാഗത്തു തന്നെയാണ് ORF3c എന്ന മറ്റൊരു ജീൻ കൂടി ഗവേഷകർ കണ്ടെത്തിയത്. എന്നാൽ ഇതിന്റെ ധർമ്മം എന്താണ് എന്നതിനെക്കുറിച്ച് ഇനിയും വ്യക്തമായ ചിത്രം ലഭിച്ചിട്ടില്ല. ഇതു പോലെ പല ജീനുകളുടെയും കൃത്യമായ റോൾ എന്തെന്ന് ഇനിയും തിരിച്ചറിയാനുണ്ട്. സാർസ്കോവ്-2 വൈറസ്സ് ജീനുകളുടെ നാമകരണത്തിലെ ആശയക്കുഴപ്പങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാനായി നാമകരണത്തിനുള്ള നിർദ്ദേശങ്ങളും എം.ഐ.ടി. ഗവേഷകർ മുന്നോട്ടു വച്ചിട്ടുണ്ട്. വൈറോളജി ജേണലിൽ ആണ് ഇത് പ്രസിദ്ധീകരിച്ചിരിക്കുന്നത്.

സാർസ്-കോവ്-2 വൈറസ്സിനെ തിരിച്ചറിഞ്ഞതിനു ശേഷം വൈറസ്സിലുണ്ടായ രണ്ടായിരത്തോളം ഉല്പരിവർത്തനങ്ങളെയാണ് എം.ഐ.ടി ഗവേഷകർ വിശകലനം ചെയ്തത്. മഹാമാരിപ്പടർച്ചയ്ക്കു ശേഷവും അതിനു മുമ്പുമുള്ള ഓരോ ജീനിന്റെയും മാറ്റങ്ങൾ താരതമ്യം ചെയ്യുകയും ചെയ്തു. മിക്ക ജീനുകളിലെയും വ്യതിയാനങ്ങൾക്കുള്ള കാലദൈർഘ്യം മഹാമാരിക്കു മുമ്പും ഇപ്പോഴും ഒരേ പോലെ കാണപ്പെട്ടെങ്കിലും ഈ പാറ്റേണിന് ചില അപവാദങ്ങളുണ്ടെന്ന സുപ്രധാന കണ്ടെത്തലും ഗവേഷകർ നടത്തി. മനുഷ്യകോശങ്ങളെ കോവിഡ് 19 വൈറസ്സ് ആതിഥേയ കോശമാക്കിത്തുടങ്ങിയതിന്റെ രഹസ്യങ്ങളിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശാൻ സഹായിക്കുന്നതാണ് പുതിയ കണ്ടെത്തലെന്ന് ഗവേഷകർ അവകാശപ്പെടുന്നു. ഉദാഹരണത്തിന് വൈറസ്സ് ജീനോമിൽ വൈറസ്സിന്റെ ജനിതക പദാർത്ഥങ്ങളാൽ ചുറ്റപ്പെട്ട ന്യൂക്ലിയോക്യാപ്സിഡ് പ്രോട്ടീൻ ഉള്ള ഭാഗത്ത് അതിന്റെ ഉല്പരിവർത്തന പാറ്റേൺ ചരിത്രത്തിൽ നിന്നു വ്യത്യസ്തമായി നിരവധി ഉല്പരിവർത്തനങ്ങൾ ഉണ്ടായതായി ഗവേഷകർ തിരിച്ചറിഞ്ഞു. മനുഷ്യനെ വൈറസ്സ് ബാധിക്കുമ്പോൾ ശരീരത്തിലെ ബി കോശങ്ങളാണ് ന്യൂക്ലിയോ ക്യാപ്സിഡിനെ ചെറുക്കുന്നത്. എന്നാൽ ഈ ന്യൂക്ലിയോ കാപ്സിഡ് പ്രോട്ടീനിലുണ്ടാവുന്ന ചില മ്യൂട്ടേഷനുകൾ മനുഷ്യന്റെ പ്രതിരോധ വ്യവസ്ഥയെ മറികടക്കാൻ വൈറസ്സുകളെ സഹായിക്കുകയും അത് കൂടുതൽ മാരകമാവുകയും ചെയ്യുമെന്ന് ഗവേഷകർ ചൂണ്ടിക്കാണിക്കുന്നു. സാർസ്-കോവ്-2 വൈറസ് ജീനോമിൽ ഏറ്റവും ത്വരിതഗതിയിൽ ഇത്തരം വ്യതിയാനങ്ങളുണ്ടാവുന്നത് ന്യൂക്ലിയോകാപ്സിഡ് പ്രോട്ടീനിന്റെ മധ്യഭാഗത്താണെന്നും ഗവേഷണങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

സാർസ്-കോവ്-2 വൈറസ്സിന്റെ ജനിതക വ്യതിയാന വകഭേദങ്ങളായ, ഇംഗ്ലണ്ടിൽ കാണപ്പെട്ട B.1.1.7, ബ്രസീലിൽ കാണപ്പെട്ട P.1, ദക്ഷിണാഫ്രിക്കയിൽ കാണപ്പെട്ട B.1.351 എന്നിവയിലെ ഉല്പരിവർത്തനങ്ങളും ഗവേഷകർ വിശദമായ പഠനത്തിനു വിധേയമാക്കി. ഈ വകഭേദങ്ങളിൽ സ്പൈക്ക് പ്രോട്ടീനിൽ സംഭവിച്ച വ്യതിയാനങ്ങളാണ് അവയെ കൂടുതൽ മാരകവും അതി തീവ്ര വ്യാപനശേഷിയുള്ളതുമായി മാറ്റിയത്. ഇതു കൂടാതെ ഇരുപതിലധികം മ്യൂട്ടേഷനുകളും ഈ വൈറസ്സ് വകഭേദങ്ങളിൽ ഓരോന്നിലും സംഭവിച്ചിട്ടുണ്ടെന്നും ഗവേഷകർ പറയുന്നു.ഇവയിൽ ഏതൊക്കെയാണ് മാരകമാവുന്നത്, ഏതൊക്കെയാണ് കുഴപ്പങ്ങളുണ്ടാക്കാത്തത് എന്നീ കാര്യങ്ങൾ തിരിച്ചറിയുക എന്നത് സുപ്രധാനമാണെന്ന് ഗവേഷണത്തിൽ പങ്കാളിയായ കമ്പ്യുട്ടേഷണൽ ബയോളജി ഗവേഷകൻ ഇർവിൻ ജൻഗ്രെയ്സ് പറയുന്നു. രോഗബാധ തീവ്രവും മാരകവുമാക്കുന്ന തരത്തിലുള്ള മ്യൂട്ടേഷനുകളിൽ ഫോക്കസ് ചെയ്ത് വിശദമായ പഠനങ്ങൾ നടത്താൻ ഇത് ഗവേഷകരെ സഹായിക്കും. ഇതിനായി പ്രോട്ടീൻ കോഡിങ് ജീനുകൾ, അവയ്ക്കു സംഭവിക്കുന്ന ഉല്പരിവർത്തനങ്ങൾ എന്നിവ സംബന്ധിച്ച് ഇതുവരെയുള്ള വിവരങ്ങൾ ശാസ്ത്രസമൂഹത്തിനു ലഭ്യമാക്കിയിട്ടുണ്ട്. ജനിതക വ്യതിയാനം സംഭവിച്ച കോവിഡ് 19 വൈറസ്സ് വകഭേദങ്ങളുടെ ഉരുത്തിരിയലിലേക്ക് വെളിച്ചം വീശാനും അത് മനുഷനിൽ എത്രത്തോളം മാരകമാവുമെന്ന് മനസ്സിലാക്കാനും ഇതു സഹായിക്കും.