नवीन कोरोनाविषाणू उत्क्रांत होत आहे का? : भाग १

Share
Novel Coronavirus

 


२०१९ च्या डिसेंबर महिन्यात, चीनमधील अनेक जणांना श्वसनसंस्थेचा एक नवीन रोग झाल्याचे आढळून आले आणि हा रोग एका अपरिचित, नवीन विषाणूमुळे होत असल्याचे लक्षात आले. त्यानंतर अशाच स्वरूपाचे रुग्ण युरोप, अमेरिका आणि जगाच्या इतर भागात दिसून आले आणि या रोगाचे रूपांतर एका महामारीत झाले. अशी महामारी जगाने मागील काही दशकांत अनुभवलेली नाही. महामारीला कारणीभूत असलेल्या विषाणूचे नाव ‘सार्स-कोवी-2’ (म्हणजेच नवीन कोरोनाविषाणू) असून त्याचा प्रसार वेगाने होत असल्याने जगातील अनेक देशाच्या सरकारांना टाळेबंदी जाहीर करणे भाग पडले आहे. आजवर ५५ लाखांपेक्षा अधिक लोकांना या कोविड-19 रोगाची लागण झालेली आहे.

वैज्ञानिकांना या विषाणूबाबत एक चिंतेची गोष्ट आढळून आली आहे, ती म्हणजे या विषाणूत उत्परिवर्तन होत आहे, आणि त्यामुळे तो उत्क्रांत होत आहे. यामुळे विषाणूविरोधी लस विकसित करण्यावर काही परिणाम होऊ शकतात का, असा एक नवीन प्रश्न उपस्थित झाला आहे.

सार्स-कोवी-2 हा आरएनए प्रकारचा विषाणू आहे. याचाच अर्थ, त्याचे जनुक आरएनए रेणूपासून बनलेले असते. आपल्या जनुकातील डीएनए रेणूप्रमाणेच या विषाणूची जनुकीय माहिती आरएनए रेणूमध्ये साठवलेली असते, ज्याद्वारे हा विषाणू टिकून राहतो तसेच त्याचे पुनरुत्पादन घडून येते. एकदा विषाणूने आश्रयीच्या पेशीला संसर्ग केला की त्याच्या आरएनए रेणूची प्रत तयार होते आणि याच माहितीचा वापर करून नवीन प्रथिने तयार होतात, ती वापरली जाऊन अनेक विषाणू तयार होतात. मात्र ही पुनरुत्पादनाची प्रक्रिया तेवढी परिपूर्ण नसते आणि तिच्यात त्रुटी असू शकतात. मनुष्याच्या पेशीत अशा त्रुटी दूर करण्यासाठी ज्याप्रमाणे ‘मुद्रितवाचन’ (एखादे पुस्तक छापण्यापूर्वी त्याच्या छपाईतील त्रुटी दुरुस्त करण्याची प्रक्रिया) यंत्रणा असते, तशी ‘संरक्षक’ उपाययोजना आरएनए विषाणूंमध्ये नसते. परिणामी, या त्रुटी म्हणजेच उत्परिवर्तने, काही काळानंतर विषाणूच्या “जीनोम”मध्ये साचली जातात. ही प्रक्रिया सावकाश घडते आणि ही उत्परिवर्तने हळूहळू जीनोममध्ये कायमची स्थिर होतात. यालाच ‘उत्क्रांती’ म्हणतात.

जनुकीय संकेतांमध्ये झालेल्या अशा त्रुटींमुळे विषाणूद्वारे तयार होणाऱ्या प्रथिनांमध्ये बदल होऊन अशी प्रथिने बनतात, जी मूळ प्रथिनांपेक्षा वेगळी असतात आणि वेगळ्या स्वरूपाचे कार्य करतात. जनुकीय संकेतांमध्ये पुरेसे बदल घडून आल्यास त्यापासून विषाणूचा पूर्णपणे नवीन वाण (वंशप्रकार) निर्माण होऊ शकतो. उत्परिवर्तनामुळे विषाणूचे गुणधर्म बदलू शकतात - त्यामुळे काही विषाणू मनुष्याच्या रोगप्रतिक्षम संस्थेद्वारे ओळखले जात नाहीत, तर काही विषाणूंमध्ये औषधांविरुद्ध रोध निर्माण होतो. त्यामुळे विषाणूच्या संसर्गावर उपचार कसे करावेत, यावर प्रभाव पडू शकतो.

जेव्हा कोविड-19 बाधित रुग्णांपासून मिळवलेल्या नमुन्यांचा अभ्यास केला गेला, तेव्हा उत्परिवर्तनामुळे विषाणूच्या जनुकीय संकेतांमध्ये बदल झालेले आढळून आले. पण महत्त्वाचे म्हणजे आतापर्यंत संशोधकांना जरी नवीन कोरोनाविषाणूमध्ये बदल झालेले आढळून आलेले असले, तरी सार्स-कोवी-2 च्या नवीन वाणांमुळे (वंशप्रकार) या रोगाच्या लक्षणांमध्ये बदल आढळून आलेले नाहीत.

नुकतेच चायनीज ॲकॅडमी ऑफ सायन्सेस, बिजिंग येथील संशोधक झिल्जी शेन आणि त्यांच्या गटाने सार्स-कोवी-2 विषाणूच्या जनुकाच्या बदलांमधील विविधतेवर प्रकाश टाकण्यासाठी आरएनए अनुक्रमांचा वापर केला. आरएनए चा रेणू अनेक स्वतंत्र घटकांपासून म्हणजेच न्युक्लिओटाइडांपासून बनलेला असून ते एका साखळीत असतात, ज्यातील न्युक्लिओटाइडांच्या अनुक्रमामध्ये महत्त्वाची माहिती असते. आरएनए अनुक्रमण (आरएनए सिक्वेंसींग) हे असे तंत्र आहे ज्याद्वारे संशोधकाला एखाद्या नमुन्यातील आरएनए (रायबोन्यूक्लिक आम्ले) यांचे प्रमाण आणि अनुक्रम यांबाबत माहिती मिळते. संशोधकांनी या अभ्यासासाठी, ८ कोविड-19 बाधित रुग्ण, २५ सामान्य न्यूमोनिया झालेले रुग्ण आणि २० निरोगी व्यक्ती यांच्या फुप्फुसांतील द्रव वापरला. संशोधकांना या अभ्यासात, सर्व रुग्णांच्या नमुन्यातील विषाणूंच्या आरएनए अनुक्रमांमध्ये विविधता आढळली आहे आणि त्यांनी विषाणूंच्या जीनोमवरील अशा ‘विशिष्ट’ जागा शोधून काढल्या आहेत, जेथे रुग्णारुग्णांमध्ये हा अनुक्रम वेगवेगळा असलेला आढळतो.

दुसऱ्या अभ्यासातूनही यासारखेच निष्कर्ष दिसून आले आहेत. आणखी अशाच एका अभ्यासात, युनिव्हर्सिटी ऑफ पिट्सबर्ग मेडिकल सेंटर, अमेरिका येथील संशोधकांनी जगाच्या वेगवेगळ्या भागांतून मिळविलेल्या साधारणपणे ८६ जीनोमांची तुलना करून सार्स-कोवी-2 च्या वाणांमध्ये (वंशप्रकार) विविधता असल्याचे दाखवून दिले आहे.

सार्स-कोवी-2 विषाणूचे जीनोम आणि त्यांच्यात होणाऱ्या उत्परिवर्तनाचा मागोवा ठेवण्यासाठी एक मोठा ऑनलाइन डेटाबेस गोळा केला जात आहे. यात viprbrc.org (ViPR), uniprot.org (COVID-19 UniProtKB), hCov-19 इत्यादी संकेतस्थळांचा समावेश आहे. भारतातील इन्स्टिट्यूट ऑफ जीनोमिक्स आणि इंटिग्रेटेड बायोलॉजी (आयजीआयबी, न्यू दिल्ली) येथील संशोधक विनोद स्कारिया यांच्या प्रयोगशाळेने भारतातील तसेच जगाच्या वेगवेगळ्या भागांतील सार्स-कोवी-2 जीनोमसंबंधीची सर्व माहिती एकत्रित करून ‘कोविड-19 जीनोमपीडीया’ हा माहितीस्रोत संकेतस्थळावर उपलब्ध करून दिला आहे.

जीनोमपिडीयाच्या स्रोतांवर नजर टाकल्यास असे दिसून येते की भारतातील प्रयोगशाळांनी आतापर्यंत किमान ११८ सार्स-कोवी-2 च्या वाणांचे (वंशप्रकार) अनुक्रम शोधून काढले आहेत आणि या कार्यात नॅशनल सेंटर फॉर डिसीज कंट्रोल (एनसीडीसी, न्यू दिल्ली), नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ व्हायरॉलॉजी (एनआयव्ही, पुणे), नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ बायोमेडिकल जीनोमिक्स (एनआयबीएमजी, कल्याणी), गुजरात बायोटेक्नॉलॉजी रिसर्च सेंटर (जीबीआरसी, गांधीनगर), नॅशनल इन्स्टिट्यूट ऑफ मेंटल हेल्थ ॲन्ड न्यूरोसायन्सेस (एनआयएमएचएएनएस, बंगळुरू), गांधी मेडिकल कॉलेज (सिकंदराबाद) आणि इतर काही संस्थांनी हातभार लावला आहे.

इतर विषाणूंवर झालेल्या अभ्यासातून असे दिसून आले आहे की अशा नानाविध विषाणूंच्या समूहांमध्ये, काही विषाणू आश्रयीच्या शरीराशी जुळवून घेऊ शकतात आणि दीर्घकाळ टिकून राहू शकतात. अशा विषाणूंचे जनुकीय संकेत बदललेले असू शकतात, ज्यामुळे शरीराची रोगप्रतिक्षम संस्था त्यांना ओळखू शकत नाही. एक चांगली गोष्ट म्हणजे सार्स-कोवी-2 हा इतर सामान्य विषाणू, तसेच फ्ल्यूच्या अतिसंसर्गजन्य विषाणूंपेक्षा खूप हळूहळू उत्परिवर्तित होत आहे, आणि वेगवेगळ्या रुग्णांपासून मिळवलेल्या विषाणूंचे अनुक्रम हे जवळपास सारखेच असून त्यांच्या अनुक्रमातील सारखेपणा ९९.९%पेक्षाही अधिक आहे.

‘हेल्थलाईन.कॉम’ या संकेतस्थळाला दिलेल्या मुलाखतीत टेक्सास ए ॲन्ड एम युनिव्हर्सिटी-टेक्सरकाना येथील जीवशास्त्र विभागाचे प्रमुख बेंजामीन न्यूमन यांनी सांगितले आहे की बहुतेक साऱ्या उत्परिवर्तनांमुळे विषाणूंच्या कार्यात बिघाड होण्याची शक्यता असते, आणि यामुळेच उत्परिर्तने आढळून येणे व तेवढ्याच वेगाने नष्ट होणे ही अगदी सर्वसामान्य बाब असते. सर्वसाधारणपणे विषाणूच्या नवीन वाणामध्ये, जुन्या वाणामधील (वंशप्रकार) अनेक वैशिष्ट्ये टिकून राहतात. म्हणून उत्परिवर्तने साचली, तरी कमी काळात लसीला विरोध करू शकण्याइतपत मोठे बदल झालेले विषाणू सहसा दिसून येत नाहीत. यामुळेच या विषाणूविरुद्ध दीर्घकालीन प्रभावी ठरेल अशी लस विकसित करता येईल, अशी आशा आहे.

 

शिवानी शर्मा या “इंडिया बायोसायन्स” मधील एक स्वतंत्र विज्ञानलेखिका असून इंडियन इन्स्टिट्यूट ऑफ सायन्स, बंगळुरू येथे संशोधन करीत आहेत.