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Von Michael Häderle

Genomische Detektive

UNM-Wissenschaftler untersuchen Coronavirus-Variationen, um Hinweise darauf zu erhalten, was als nächstes kommt

Als neuartiges Coronavirus - Wissenschaftlern als SARS-CoV-2 bekannt - reproduziert, treten Variationen in seinem genetischen Code auf. Diese Veränderungen, die sich im Laufe der Zeit anhäufen, sind wie Fingerabdrücke und hinterlassen eine verräterische Spur von Hinweisen darauf, wo sich das Virus befunden hat und wohin es gehen könnte.

Die Wissenschaftler der University of New Mexico, Darrell L. Dinwiddie, PhD, und Daryl Domman, PhD, sind spielen die Rolle von Genomdetektiven, die versuchen, den Fall zu knacken.

Sie sind Teil eines neu gebildeten nationalen Konsortiums von Forschungsuniversitäten und öffentlichen Gesundheitsabteilungen, die die Krankheit verfolgen wollen. Das Programm mit dem Namen SARS-CoV-2 SPHERES wird vom National Center for Emerging and Zoonotic Infectious Diseases (einer Zweigstelle der Zentren für die Kontrolle und Prävention von Krankheiten) gesponsert, um wichtige Informationen über das Virus zusammenzuführen.

Dinwiddie, Assistenzprofessor in der UNM-Abteilung für Pädiatrie, hat in den letzten Wochen in seinem Labor für molekulare Genomik Hunderte von Coronavirus-Proben sequenziert, die vom New Mexico Department of Health und dem Wyoming Public Health Laboratory erhalten wurden.

"Wir haben vor kurzem die ersten 48 Genome aus New Mexico fertiggestellt", sagt er. "Es gibt starke Anzeichen dafür, dass die Mehrheit der ersten Infektionen im Bundesstaat auf Reisen aus der ganzen Welt zurückzuführen war."

Dinwiddie hat bei der Analyse mit Domman, PhD, einem Assistenzprofessor in der Abteilung für Innere Medizin, zusammengearbeitet. "Er macht viel von dem, was wir genomische Epidemiologie nennen", sagt Dinwiddie und fügt hinzu, dass Doman Erfahrung mit Cholera-Ausbrüchen auf der ganzen Welt hat. "Wir verwenden sehr ähnliche Methoden, um SARS-CoV-2 zu untersuchen."

Das neuartige Coronavirus-Genom ist in Strängen eines Moleküls namens RNA kodiert. Geringfügige Veränderungen der Nukleotidsequenz im Strang geben Aufschluss darüber, wie eng eine Virusprobe mit einer anderen verwandt ist.

Wissenschaftler wie Dinwiddie und Domman arbeiten hart daran, eine Bibliothek dieser Proben aufzubauen, um einen viralen Stammbaum zu erstellen.

Eine vorläufige Analyse der in New Mexico gesammelten Proben deutet darauf hin, dass das Virus mehrfach in den Bundesstaat eingeschleppt wurde, was mit frühen Berichten über Fälle bei Personen übereinstimmt, die ins Ausland oder ins Inland gereist waren.

"Wir können auch anhand der frühen genomischen Analyse sagen, dass die Mehrheit der Proben den aus Europa oder New York stammenden Stämmen ähnlicher ist", sagt er. "Wir sehen nicht sehr viele, die eng mit denen in China verwandt sind."

Genomische Variation bei der viralen Reproduktion ist ein natürlicher Prozess. "Für SARS-CoV-2 S war die Rate der genomischen Veränderung ziemlich stabil", sagt Dinwiddie. "Wir wissen, wie schnell sie sich ändert. Auf Grundlage dieser Informationen können wir Vorhersagen darüber treffen, wie weit verschiedene Proben zurückliegen."

Die Virusproben stammen aus Nasenabstrichen von Patienten, die positiv auf eine Coronavirus-Infektion getestet wurden. Sie werden mit biologischen Sicherheitsverfahren gehandhabt und inaktiviert, damit sie nicht mehr infektiös sind, sagt Dinwiddie.

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