न्यू डॉग कोरोनावायरस एक प्रोटीन शिफ्ट के साथ मनुष्यों के लिए कूदता है

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शोधकर्ताओं ने कैनाइन कोरोनावायरस में एक बदलाव की खोज की है जो अन्य कोरोनवीरस में पाए जाने वाले परिवर्तन के संभावित पैटर्न की ओर इशारा करता है और यह सुराग दे सकता है कि वे जानवरों से मनुष्यों में कैसे फैलते हैं।

कॉर्नेल वैज्ञानिकों ने एक बदलाव की पहचान की है जो कैनाइन कोरोनावायरस में होता है जो अन्य कोरोनावायरस में पाए जाने वाले परिवर्तन के संभावित पैटर्न की ओर इशारा करता है और जो इस बात का सुराग दे सकता है कि वे जानवरों से मनुष्यों में कैसे संचारित होते हैं।

2017-18 में निमोनिया विकसित करने वाले दो मलेशियाई मानव रोगियों में पहली बार एक नए कैनाइन कोरोनावायरस की पहचान की गई थी। अन्य वैज्ञानिकों के एक समूह ने कैनाइन कोरोनावायरस को अलग किया, इसे अनुक्रमित किया और 2021 में अपने निष्कर्ष प्रकाशित किए।

कॉर्नेल और टेम्पल यूनिवर्सिटी के वैज्ञानिकों के नेतृत्व में एक टीम ने अब एक पैटर्न का खुलासा किया है जो कैनाइन कोरोनावायरस स्पाइक प्रोटीन के टर्मिनस में दिखाई देता है – वायरस का वह हिस्सा जो एक मेजबान सेल में प्रवेश की अनुमति देता है: वायरस आंतों और श्वसन प्रणाली दोनों को संक्रमित करने से स्विच करता है। पशु मेजबान मानव मेजबान की श्वसन प्रणाली को विशेष रूप से संक्रमित करता है।

शोधकर्ताओं ने टर्मिनस में एक बदलाव की पहचान की – जिसे एन टर्मिनस के रूप में जाना जाता है – परिवर्तन के साथ अणु का एक क्षेत्र एक अन्य कोरोनावायरस में भी पाया गया, जो चमगादड़ से मनुष्यों में कूद गया, जहां यह एक सामान्य सर्दी का कारण बनता है।

21 अप्रैल, 2022 को एमडीपीआई जर्नल में पेपर, “कैनाइन कोरोनावायरस का हालिया ज़ूनोटिक स्पिलओवर और ट्रॉपिज़्म शिफ्ट रिलैक्स्ड सेलेक्शन और स्पाइक प्रोटीन के एनटीडी सबडोमेन में फंक्शन के पुटेटिव लॉस के साथ जुड़ा हुआ है” प्रकाशित हुआ था। वायरस.

“यह अध्ययन कुत्ते कोरोनवायरस से एक नए मानव मेजबान के लिए एक मेजबान बदलाव के अंतर्निहित कुछ आणविक तंत्र की पहचान करता है, जो एक नए मानव कोरोनावायरस के संचलन में भी महत्वपूर्ण हो सकता है जिसके बारे में हम पहले नहीं जानते थे,” माइकल स्टैनहोप, प्रोफेसर ने कहा पशु चिकित्सा कॉलेज में सार्वजनिक और पारिस्थितिकी तंत्र स्वास्थ्य। पहले लेखक जॉर्डन ज़हर सह-लेखक सर्गेई कोसाकोवस्की तालाब की प्रयोगशाला में डॉक्टरेट के छात्र हैं, जो मंदिर विश्वविद्यालय में जीनोमिक्स एंड इवोल्यूशनरी मेडिसिन संस्थान में जीव विज्ञान के प्रोफेसर हैं।

अध्ययन में, शोधकर्ताओं ने तालाब की प्रयोगशाला में विकसित अत्याधुनिक आणविक विकास उपकरणों का उपयोग यह आकलन करने के लिए किया कि प्राकृतिक चयन के दबाव ने कैनाइन कोरोनावायरस के विकास को कैसे प्रभावित किया हो सकता है।

मनुष्यों में, मुख्य रिसेप्टर कि अल्फाकोरोनवायरस (जिस जीनस को कैनाइन कोरोनावायरस वर्गीकृत किया गया है) स्पाइक प्रोटीन मानव कोशिका में प्रवेश करने के लिए बांधता है, एपीएन कहलाता है, लेकिन सह-रिसेप्टर भी होते हैं। इन सह-रिसेप्टर्स में से एक सियालिक है[{” attribute=””>acid, which is found in gastrointestinal cells in a variety of mammals. The researchers identified a region of the spike protein in the N-terminus called the O-domain, which is known for binding with sialic acid. In the analysis of the canine coronavirus found in the Malaysian patients, parts of the O-domain were changing in unique ways.

The canine coronavirus found in the Malaysian patients appeared to be in the process of losing its O-domain – but not completely. “But it has a molecular evolution history that suggests that the sialic acid binding region is no longer doing the same job,” Stanhope said. The researchers found evidence of “relaxed evolution,” where the pressures of natural selection become reduced, which facilitated the shift.

The researchers compared this shift and loss of the O-domain to other related coronaviruses. One, called transmissible gastroenteritis virus (TGEV), infects pigs and causes respiratory and intestinal disease. A variant of this pig virus, called porcine respiratory coronavirus, is almost identical to TGEV, but it has lost its O-domain and is entirely a respiratory pathogen. Similarly, a coronavirus known to cause common human colds originated in bats as a gastrointestinal virus, lost its O-domain, and jumped to a human host as a respiratory virus.

“So this is a pattern that seems to be repeating itself in coronavirus evolution and in particular in coronavirus evolution associated with these tropism shifts, where we go from a gastrointestinal infection originally and then jumping to an alternate host, where it’s now respiratory,” Stanhope said.

The same variant of canine coronavirus found in Malaysia was also reported in 2021 in a few people in Haiti, who also had respiratory illness. More study is needed to understand if the viral shifts and jumps to humans occurred spontaneously in different parts of the world or if this coronavirus, which would represent the eighth known human coronavirus, has been circulating for perhaps many decades in the human population without detection, Stanhope said.

The N-terminus domain of SARS-CoV2, which causes COVID-19, is receiving increasing attention from researchers, and this study provides additional rationale to focus on this specific area of the molecule.

Reference: ” Recent Zoonotic Spillover and Tropism Shift of a Canine Coronavirus Is Associated with Relaxed Selection and Putative Loss of Function in NTD Subdomain of Spike Protein” by Jordan D. Zehr, Sergei L. Kosakovsky Pond, Darren P. Martin, Kristina Ceres, Gary R. Whittaker, Jean K. Millet, Laura B. Goodman and Michael J. Stanhope, 21 April 2022, Viruses.
DOI: 10.3390/v14050853

Co-authors include Laura Goodman, assistant research professor in the Department of Public and Ecosystem Health and the Baker Institute for Animal Health; Gary Whittaker, professor of virology in the Department of Microbiology and Immunology; and Kristina Ceres, a doctoral student working closely with Stanhope and Goodman. Goodman and Whittaker are both part of the Cornell Margaret and Richard Riney Canine Health Center.

The study is funded by the U.S. Food and Drug Administration’s Veterinary Laboratory Investigation and Response Network and the National Institutes of Health.

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