Vir die voorkoming van toekomstige pandemies moet virale stambome ondersoek word. Stockcrafter / iStock via Getty Images PlusElke keer as daar 'n ernstige siekte-uitbraak is, is een van die eerste vrae wat wetenskaplikes en die publiek vra: "Waar kom dit vandaan?"
Om toekomstige pandemies soos COVID-19 te voorspel en te voorkom, moet navorsers die oorsprong vind van die virusse wat dit veroorsaak. Dit is nie 'n geringe taak nie. Die oorsprong van MIV was eers 20 jaar nadat dit regoor die wêreld versprei het, duidelik. Wetenskaplikes weet steeds nie die oorsprong van Ebola nie, alhoewel dit wel die geval is het sedert die 1970's periodieke epidemies veroorsaak.
As 'n kenner van virale ekologie, Ek word gereeld gevra hoe wetenskaplikes die oorsprong van 'n virus opspoor. In my werk het ek baie nuwe virusse en bekende patogene gevind wat wilde plante besmet sonder om enige siekte te veroorsaak. Plant, dier of mens, die metodes is grootliks dieselfde. Om die oorsprong van 'n virus op te spoor, behels 'n kombinasie van uitgebreide veldwerk, deeglike laboratoriumtoetse en heelwat geluk.
Virusse spring van gashere van wilde diere na mense
Baie virusse en ander siektetoestande wat mense besmet, kom van diere. Hierdie siektes is soönotiese, wat beteken dat dit veroorsaak word deur dierlike virusse wat na mense gespring het en aangepas is om deur die menslike bevolking te versprei.
Dit kan aanloklik wees om met die soektog na virale oorsprong te begin deur siek diere op die plek van die eerste bekende menslike infeksie te toets, maar wilde gashere toon dikwels geen simptome nie. Virusse en hul gashere pas hulle mettertyd aan, sodat virusse dikwels nie voor die hand liggende siektesimptome veroorsaak nie na 'n nuwe gasheerspesie gespring. Navorsers kan nie net siek diere soek nie.
Kry die nuutste per e-pos
Nog 'n probleem is dat mense en hul voedseldiere nie stilstaan nie. Die plek waar navorsers die eerste besmette persoon vind, is nie noodwendig naby die plek waar die virus die eerste keer ontstaan het nie. 
'N Uitdaging in die opsporing van virale oorsprong is die wye verskeidenheid monsters van mense en diere wat versamel en getoets moet word. LLuis Alvarez / DigitalVision via Getty Images
In die geval van COVID-19 was vlermuise 'n duidelike eerste plek om na te kyk. Hulle is bekende gashere vir baie koronavirusse en is die waarskynlike bron van ander soönotiese siektes soos SARS en mers.
Vir SARS-CoV-2, die virus wat COVID-19 veroorsaak, is die naaste relatiewe wetenskaplikes tot dusver gevind BatCoV RaTG13. Hierdie virus is deel van 'n versameling koronavirusse van vlermuise wat in 2011 en 2012 deur viroloë van die Wuhan Virology Institute ontdek is. Die viroloë was op soek na SARS-verwante koronavirusse in vlermuise na die SARS-CoV-1-pandemie in 2003. Hulle het ontlastingmonsters en keel deppers van vlermuise op 'n terrein in die Yunnan-provinsie, ongeveer 932 kilometer van die instituut se laboratorium in Wuhan, versamel, waarheen hulle monsters vir verdere studie teruggebring het.
Om te toets of die koronavirusse van vlermuise in mense kan versprei, het navorsers aapnierselle en menslike tumor-afgeleide selle met die Yunnan-monsters. Hulle het bevind dat 'n aantal van die virusse uit hierdie versameling wel kon herhaal in die menslike selle, wat beteken dat hulle moontlik direk van vlermuise na mense oorgedra kan word sonder 'n tussengasheer. Vlermuise en mense kom egter nie baie gereeld in aanraking nie, so 'n tussengasheer is waarskynlik nog steeds waarskynlik.
Soek na die naaste familie
Die volgende stap is om vas te stel hoe nou verwant 'n virus vir wildlewe is aan die mens wat mense besmet. Wetenskaplikes doen dit deur die genetiese volgorde van die virus uit te vind, wat die volgorde van die basiese boustene bepaal, of nukleotiede, wat die genoom uitmaak. Hoe meer nukleotiede twee genetiese rye deel, hoe nouer verwant is dit.
Genetiese volgorde van vlermuiskoronavirus RaTG13 het getoon dat dit verby was 96% identies aan SARS-CoV-2. Hierdie soort ooreenkoms beteken dat RaTG13 'n redelike naaste familielid is aan SARS-CoV-2, wat bevestig dat SARS-CoV-2 waarskynlik in vlermuise ontstaan het, maar steeds te ver is om 'n direkte voorouer te wees. Daar was waarskynlik 'n ander gasheer wat die virus van vlermuise opgevang en aan mense oorgedra het. 
Om die tussengasheer tussen vlermuise en mense te vind, moet navorsers 'n groot net gooi en baie verskillende diere monster. AP Foto / Silvia Izquierdo
Omdat sommige van die vroegste gevalle van COVID-19 gevind is by mense wat verband hou met die wildmark in Wuhan, is daar bespiegelings dat 'n wilde dier van hierdie mark die tussengasheer tussen vlermuise en mense was. Navorsers het nooit die koronavirus gevind nie in diere van die mark.
Net so, toe 'n verwante koronavirus geïdentifiseer is in ietermagö gekonfiskeer tydens 'n anti-smokkel-operasie in die suide van China, het baie tot die gevolgtrekking gekom dat SARS-CoV-2 van vlermuise na pangoliene na mense gespring het. Die pangolienvirus daar is egter net 91% identies aan SARS-CoV-2 gevind, wat dit waarskynlik nie 'n direkte voorouer van die menslike virus sal maak nie.
Om die oorsprong van SARS-CoV-2 vas te stel, moet baie meer wilde monsters versamel word. Dit is 'n moeilike taak - die neem van vlermuise is tydrowend en vereis streng voorsorgmaatreëls teen per ongeluk. Aangesien SARS-verwante koronavirusse in vlermuise regoor Asië, insluitend Thailand en Japan, is dit 'n baie groot hooiberg om na 'n baie klein naald te soek.
Die opstel van 'n stamboom vir SARS-CoV-2
Om die legkaart van virale oorsprong en beweging uit te soek, moet wetenskaplikes nie net die ontbrekende stukke vind nie, maar ook uitvind hoe dit almal in mekaar pas. Dit vereis dat virale monsters van infeksies by mense versamel word en dat genetiese reekse met mekaar en met ander dierlike virusse vergelyk word.
Om vas te stel hoe hierdie virale monsters met mekaar verband hou, gebruik navorsers rekenaarinstrumente om die stamboom van die virus op te stel, of filogenie. Navorsers vergelyk die genetiese rye van elke virale monster en konstrueer verwantskappe deur genetiese ooreenkomste en verskille in lyn te bring.
Die direkte voorouer van die virus, wat die grootste genetiese ooreenkoms het, kan as die ouer beskou word. Variante wat dieselfde ouervolgorde deel, maar met genoeg veranderinge om hulle van mekaar te onderskei, is soos broers en susters. In die geval van SARS-CoV-2 is die Suid-Afrikaanse variant, B.1.351, en die Britse variant, B.1.1.7, is broers en susters.
Die bou van 'n stamboom word bemoeilik deur die feit dat verskillende ontledingsparameters verskillende resultate kan lewer: dieselfde stel genetiese rye kan twee verskillende stambome oplewer. 
Die nukleotiedreekse van ses fiktiewe virusse word boaan getoon. Hieronder is twee stambome van hierdie virusse wat met behulp van twee verskillende programme geskep is. Die boom aan die linkerkant gebruik slegs persentasie, terwyl die boom aan die regterkant ook oorweeg of die twee rye soortgelyke karakters het. Marilyn Rossinck, CC BY-ND
Vir SARS-CoV-2 is filogenetiese ontleding besonder moeilik. Alhoewel tienduisende SARS-CoV-2-reekse nou beskikbaar is, verskil dit nie genoeg van mekaar om vorm 'n duidelike prentjie van hoe hulle met mekaar verband hou.
Die huidige debat: wilde gasheer of verspreiding van laboratoriums?
Sou SARS-CoV-2 uit 'n navorsingslaboratorium vrygelaat kon word? Alhoewel huidige bewyse impliseer dat dit nie die geval is nie, het 18 vooraanstaande viroloë onlangs voorgestel dat hierdie vraag moet wees verder ondersoek.
Alhoewel daar bespiegel word dat SARS-CoV-2 in 'n laboratorium ontwerp word, lyk hierdie moontlikheid hoogs onwaarskynlik. Wanneer die genetiese volgorde van wilde RaTG13 met SARS-CoV-2 vergelyk word, word verskille lukraak oor die genoom versprei. In 'n vervaardigde virus sal daar duidelike blokke van veranderinge wees wat voorstel bekendgestel rye uit 'n ander virale bron.
[Kry ons beste wetenskap-, gesondheids- en tegnologieverhale. Sluit aan by die wetenskapnuusbrief van The Conversation.]
Daar is een unieke volgorde in die SARS-CoV-2-genoom wat kodeer vir 'n deel van die proteïen wat 'n belangrike rol speel in die besmetting van mense. Dit is interessant dat 'n soortgelyke reeks in die MERS-koronavirus gevind word veroorsaak 'n soortgelyke siekte as COVID-19.
Alhoewel dit nie duidelik is hoe SARS-CoV-2 hierdie reekse verkry het nie, dui die virale evolusie daarop dat dit ontstaan het uit natuurlike prosesse. Virusse veranderings ophoop hetsy deur genetiese uitruil met ander virusse en hul gashere, of deur lukrake foute tydens replikasie. Virusse wat 'n genetiese verandering kry wat hulle a voortplantingsvoordeel sal dit gewoonlik deurgee deur middel van replikasie. Dat MERS en SARS-CoV-2 'n soortgelyke volgorde in hierdie deel van die genoom deel, dui daarop dat dit natuurlik in beide ontwikkel en versprei het omdat dit hulle help om menslike selle te besmet.
Waarheen gaan jy vandaan?
As ons die oorsprong van SARS-CoV-2 uitvind, kan dit ons leidrade gee om toekomstige pandemies te verstaan en te voorspel, maar ons weet miskien nooit presies waar dit vandaan kom nie. Ongeag hoe die SARS-CoV-2 in mense gespring het, dit is nou hier, en dit is waarskynlik hier om te bly. In die toekoms moet navorsers die verspreiding daarvan monitor, en soveel moontlik mense laat inent.
Oor Die Skrywer
Hierdie artikel het oorspronklik verskyn op Die gesprek
