Haberler

Üniversitemizden Covid-19'un Genomik Mutasyonlarının Analizine İlişkin Önemli Proje

28.05.2020

Üniversitemizde yürütülen bilimsel bir proje kapsamında Covid-19 hastalarından izole edilen SARS-Cov-2 virüslerinin genom dizilemesi gerçekleştirildi. İstanbul Medeniyet Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenen proje, TÜBİTAK Gen Mühendisliği ve Biyoteknoloji Enstitüsü’nde gerçekleştirildi.

Bilimsel literatüre ve Covid-19 aşısının geliştirilmesine önemli katkılar sunabilecek olan proje kapsamında, Üniversitemizden bilim insanları Covid-19 genomundaki varyasyonları analiz ederek Bilim İnsanları Veritabanından erişilebilen farklı genom dizilerini değerlendirdi ve genom varyasyonlarını belirledi. Çalışmada Covid-19 genomunun dizilemesi gerçekleştirilerek Türkiye'de görülen Covid-19'un genomik varyasyonlarının, tiplerinin, filogenetik analizlerinin ve protein modellemesinin belirlenmesi amaçlandı.

Projeyi İstanbul Medeniyet Üniversitesi Tıp Fakültesi Öğretim Üyesi ve Rektör Yardımcısı Prof. Dr. Sadrettin Pençe yürütüyor. Projeyle ilgili bilgiler veren Prof. Dr. Sadrettin Pençe, dünyada Covid-19'un daha fazla hastaya bulaştıkça ve daha güçlü toksisiteye sahip virülan bir suş meydana geldikçe daha fazla varyant biriktireceğine dair endişeler olduğunu kaydederek bu nedenle Covid-19’un varyantlarının, hasta profillerinin, coğrafi konumlarının, semptomlarının ve tedavi yanıtlarının izlenmesi ve karakterize edilmesinin önemini vurguladı. Covid-19 örneklerinin düzenli sekanslanmasının, viral genom mutasyonlarını izlemek ve mutasyonlara karşı tanı testlerinin performansını gözden geçirmek, aynı zamanda da aşı geliştirmek için yararlı olduğunu belirten Prof. Dr. Pençe, çalışmada özellikle örneklerin virüs genomunda ORF1ab içindeki NSP3 alanının diğer alanlardan daha fazla varyant taşıdığını belirlediklerini açıkladı.

Projeyle SARS-CoV-2 Genomuna Ait 4 Yeni Genom Verisi NCBI Veri Bankasına Eklenecek

Proje kapsamında, ülkemizde dört Covid-19 hastasından izole edilen dört adet SARS-CoV-2 virüsüne ait izolatın genomları son nesil yüksek veri çıkışlı dizileme platformları kullanılarak yüksek derinlikte sekanslandı. Dizileme işlemleri sonucunda oluşturulan büyük veriler son nesil biyoenformatik araçlar kullanılarak birleştirilip her bir virüs örneğine ait genom sekans bilgileri oluşturuldu. SARS-CoV-2 virüsüne ait referans genom büyüklüğü 30.000 nükleotid civarında olup gerçekleştirilen çalışma kapsamında referans genom ile karşılaştırılmak üzere tam bir genom sekansı yapılması başarılmıştır. Bu durum bilimsel literatüre önemli bir katkı sağlayacaktır.

NCBI gibi dünyanın en büyük genom veri depolama platformlarında bugüne kadar 92 adet bu bütünlükte SARS-CoV-2 genomuna ait veri eklenmiştir. Bu proje ile 4 adet yeni genom verisi NCBI veri bankasına eklenecek ve genom veri sayısı 96 ya yükselecektir.

Çalışma, Virüsün Geçirdiği Mutasyonlar ve Dünya Üzerinde İzlediği Göç Yolları Hakkında Bilgiler Veriyor

Prof. Dr. Sadrettin Pençe, çalışma sonucu sekanslanan dört adet SARS-CoV-2 genomunun, Çin Wuhan kaynaklı referans viral genom başta olmak üzere diğer ülkelerden eklenen viral genomlar ile tüm genom düzeyinde karşılaştırılarak filogenetik çalışmalar yapıldığını belirtti ve çalışma hakkında şu detayları açıkladı: “Bu çalışmalar ülkemizde izole edilen bu dört viral genomun dünyanın hangi bölgesine daha çok benzediği, yani hangi ülke kaynaklı olabileceğine dair bizlere bilgiler vermektedir. Ayrıca Wuhan kaynaklı referans virüs genomu ile yapılan karşılaştırmalar, virüsün geçirdiği mutasyonlar ve bu mutasyonların virüsü nasıl etkilediği noktasında da bilgiler vermektedir.

Yapılan filogenetik çalışmalar sonucu ülkemizde bulunan bu dört viral genomun Avrupa kaynaklı virüslere benzediği ve çalışılan virüslerin Avrupa kaynaklı bulaşmalar olabileceğine dair önemli kanıtlar sunduğu görülmüştür. Bu durum virüsün dünya üzerinde izlediği göç yollarını da bizlere anlatabilecek bir resim ortaya çıkarmaya başlamıştır.

Yapılan genom düzeyinde çalışmalarımız sonucu virüsün mutasyon geçirdiği gözlemlenmiştir. Bu mutasyonların olası protein fonksiyonlarına etki edip etmediği protein modelleme çalışmalarımızla yapılmıştır.  SARS-CoV-2 virüsüne ait toplamda biri poliprotein olmak üzere 11 adet protein tanımlanmıştır. ORF1ab poliproteini kendi içinde olası 15 farklı proteine modellenebilmektedir. Biz çalışmamız kapsamında olası tüm protein ihtimallerini analizlerimize eklemek suretiyle gerçekleştirdik.

SARS-CoV-2 virüsünün en önemli proteini (Spike glycoprotein) S proteinidir. Çünkü bu protein sayesinde insan (Angiotensin-converting enzyme 2) ACE2 proteinine tutunarak enfeksiyonu başlatmaktadır. S proteininde olacak bir fonksiyonel mutasyonun önemi büyük olacaktır.

Çalışmalarımız sonucunda gözlemlenen mutasyonların ORF1ab, (nucleocapsid phosphoprotein) N proteini ve (Spike glycoprotein) S proteininde olduğu bulunmuştur. Bu proteinlerdeki mutasyonların protein fonksiyon ve yapısını değiştirip değiştirmediğini anlamak üzere biyoenformatik yöntemler ile protein modellemeleri yapılmış ve referans viral protein modelleri ile karşılaştırılmıştır.

Modellemeler ve fonksiyonel analizler sonucu oluşan mutasyonların SARS-CoV-2 virüsünün virülans etkisini arttıracak herhangi bir fonksiyonel bir değişimin meydana gelmediği görülmüştür. Ayrıca insan (Angiotensin-converting enzyme 2) ACE2 proteini ile S proteini etkileşimlerini değiştiren bir mutasyon olup olmadığını gözlemlemek üzere viral S proteini ile insan ACE2 proteininin birbirini tanıma noktasında farklılık olup olmadığı modellenmiş ancak herhangi bir değişim olmadığı görülmüştür.

Sonuç olarak eldeki verilerin ışığında SARS-CoV-2 virüsünde oluşan mutasyonların gerek virülansın artması, gerekse azalması yönünde herhangi bir etkisinin henüz olmadığı görülmüştür.”

Prof. Dr. Pençe, viral genom dizisini çeşitli bilimsel platformlarda ve uluslararası literatürde yakın zamanda paylaşacaklarını belirtti.