डेल्टा वैरिएंट : क्या इसके पीछे की वजह 'P681R' का म्युटेशन है?

शोधकर्ता इस बात पर बहस कर रहे हैं कि क्या डेल्टा वैरिएंट के दुनिया भर में फैलने की वजह P681R का म्युटेशन है।

संदीपन तालुकदार

03 Sep 2021

डेल्टा वैरिएंट ने महामारी के चरण को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित किया है। वैरिएंट की असाधारण संक्रामकता वैज्ञानिकों और सार्वजनिक स्वास्थ्य विशेषज्ञों के लिए मुख्य चिंताओं में से एक है। अन्य प्रकारों को पछाड़ने की इसकी दक्षता ने इसे दुनिया के कई हिस्सों में महामारी के एक प्रमुख चालक के रूप में बदल दिया है।

SARS-CoV-2 वायरस अपने मूल रूप से कई भिन्न बदलावों से गुजरा है, जिसके परिणामस्वरूप नए रूप सामने आए हैं, जैसे कि अल्फा, डेल्टा, कप्पा आदि। नए वेरिएंट कोरोना वायरस की आनुवंशिक संरचना में बदलाव या म्युटेशन के कारण आए हैं।

म्युटेशन एक प्राकृतिक प्रक्रिया है जो किसी जीव के जीन अनुक्रम में होती है। म्युटेशन इतना प्रभावशाली हो सकता है कि कभी-कभी, यह वायरस के अस्तित्व, संक्रामकता या बीमारी का एक गंभीर रूप बनाने की क्षमता में उल्लेखनीय परिवर्तन ला सकता है। इसी तरह की बात, डेल्टा वेरिएंट के मामले में, इसे मानव प्रतिरक्षा प्रणाली के लिए एक महत्वपूर्ण चुनौती बना दिया है।

डेल्टा की तेजी से फैलने वाली क्षमता में म्युटेशन की भूमिका पर चर्चा करते समय, हमें इन विशेष म्युटेशनों की बारीकियों को समझना चाहिए जो दुनिया भर में इसके प्रसार को बढ़ा रहे हैं।

प्रयोगशाला प्रयोगों के आधार पर म्युटेशन को समझने से पहले, हमें यह देखना चाहिए कि जीन म्युटेशन किसी जीव के लक्षणों को कैसे प्रभावित करते हैं। एक जीन डीएनए (या आरएनए) अणु का वह हिस्सा है जो एक कोशिका में प्रोटीन के उत्पादन को निर्देशित करता है; जीन (डीएनए या आरएनए का हिस्सा) में अंकित कोड के अनुसार एक कोशिका के अंदर एक प्रोटीन का उत्पादन होता है।

डीएनए अलग-अलग संयोजनों में चार अक्षरों (ए, टी, सी, जी) से बना है और आरएनए के मामले में, चार अक्षर ए, यू, सी, जी बन जाते हैं। जीन में कोड के अनुसार कोई भी प्रोटीन उत्पन्न होता है , जो चार अक्षरों के विभिन्न संयोजनों द्वारा बनाई गई एक स्ट्रिंग है। परिवर्तन होने के लिए, यहां तक कि एक अक्षर में, इसका मतलब यह हो सकता है कि एक प्रोटीन अपनी संरचना और कार्य में उल्लेखनीय रूप से भिन्न हो जाता है। जीन में इन परिवर्तनों को म्युटेशन कहा जाता है।

डेल्टा संस्करण के संबंध में, कई अध्ययनों से पता चलता है कि स्पाइक प्रोटीन में एक एकल म्युटेशन ने डेल्टा को अन्य प्रकारों पर लाभ प्राप्त करने के लिए प्रेरित किया हो सकता है। स्पाइक प्रोटीन वह है जो वायरस मानव कोशिका के साथ चिपक जाता है। डेल्टा के मामले में इस म्युटेशन को 'P681R' के रूप में जाना जाता है।

P681R' का अर्थ है कि म्युटेशन के कारण एक प्रोलाइन (P) अवशेष एक आर्जिनाइन में बदल गया है। जीन में कोड प्रोटीन के अमीनो एसिड को निर्धारित करने के लिए एक प्रोटीन को निर्देशित करते हैं। प्रोटीन अणु विभिन्न संयोजनों में अमीनो एसिड से बने होते हैं और ऐसे 20 अमीनो एसिड होते हैं। सभी प्रोटीन अमीनो एसिड के अनुक्रम हैं और एक अमीनो एसिड में एक मात्र परिवर्तन एक प्रोटीन को गिरा सकता है- जैसा कि डेल्टा से जुड़े 'P681R' म्युटेशन के मामले में तर्क दिया जा रहा है।

P681R' म्यूटेशन स्पाइक प्रोटीन के क्षेत्र में हुआ है जिसे 'फ्यूरिन क्लीवेज साइट (FCS)' के रूप में जाना जाता है, जो स्पाइक के गहन अध्ययन वाले क्षेत्रों में से एक है। SARS-CoV-2 में FCS की उपस्थिति का पता चलते ही अलार्म बज गया, क्योंकि साइट अन्य कोरोनवीरस में मौजूद नहीं थी, जो पहले वैश्विक प्रकोप का कारण बने थे, उदाहरण के लिए, SARS। एफसीएस अन्य वायरसों की बढ़ी हुई संक्रामकता में भी पाया जाता है, जैसे इन्फ्लूएंजा वायरस।

मानव कोशिका में प्रवेश करने के लिए, स्पाइक प्रोटीन को दो बार दरार से गुजरना पड़ता है और दरार वाली साइटों में से एक FCS है, जो कोशिकाओं में प्रवेश करने में वायरस की दक्षता प्रदान करती है।

यूनिवर्सिटी ऑफ टेक्सास मेडिकल ब्रांच के एक वायरोलॉजिस्ट पेई योंग शी के नेतृत्व में एक अध्ययन में पाया गया कि अल्फा की तुलना में स्पाइक प्रोटीन को डेल्टा वेरिएंट (जिसमें 'P681R' म्यूटेशन होता है) में अधिक कुशलता से काटा जाता है।

इसी तरह के परिणाम इंपीरियल कॉलेज लंदन में वायरोलॉजिस्ट वेंडी बार्कले के नेतृत्व में शोधकर्ताओं के एक अन्य समूह के एक अध्ययन से प्राप्त हुए थे। अध्ययन मई में प्री-प्रिंट सर्वर बायोआरएक्सिव में दिखाई दिया। शी और बार्कले की टीमों ने अनुवर्ती प्रयोगों में पाया कि P681R म्युटेशन काफी हद तक स्पाइक की अधि

शी की टीम ने एक कदम आगे बढ़कर एक प्रयोगशाला में मानव-वायुमार्ग उपकला कोशिकाओं को सुसंस्कृत किया, जिससे उन्हें समान संख्या में डेल्टा और अल्फा वायरल कणों से संक्रमित किया गया। परिणामों से पता चला कि डेल्टा कणों ने अल्फा कणों को पीछे छोड़ दिया; जब P681R म्युटेशन हटा दिया गया, तो डेल्टा का लाभ कम हो गया। इसने डेल्टा के कारण फैलने वाले महामारी विज्ञान के पैटर्न की नकल की।

टोक्यो विश्वविद्यालय के वायरोलॉजिस्ट केई सातो के नेतृत्व में एक टीम द्वारा किए गए एक अलग अध्ययन में पाया गया कि P681R म्यूटेशन वाले स्पाइक प्रोटीन बिना म्यूटेशन वाले लोगों की तुलना में कोशिका झिल्ली के साथ तीन गुना तेजी से फ्यूज होते हैं।

हालाँकि, P681R म्यूटेशन अन्य वेरिएंट पर डेल्टा के प्रभुत्व के पीछे एकमात्र कारण नहीं है। हार्वर्ड मेडिकल स्कूल के एक संरचनात्मक जीवविज्ञानी बिंग चेन और उनकी टीम ने अपने अध्ययन में पाया कि डेल्टा के चचेरे भाई, कप्पा संस्करण, कम कुशलता से कोशिकाओं से जुड़ सकते हैं, डेल्टा की तुलना में इसकी स्पाइक प्रोटीन कम बार-बार क्लीजिंग होती है। विशेष रूप से, कप्पा संस्करण में अन्य म्युटेशन के साथ P681R भी है। इन निष्कर्षों के आधार पर, शोधकर्ताओं को डेल्टा के प्रभुत्व में P681R की भूमिका पर संदेह हुआ है।

युगांडा के शोधकर्ताओं ने पाया कि P681R से युक्त एक प्रकार देश में तेजी से फैल रहा था, लेकिन यह डेल्टा के प्रसार के पैमाने से मेल नहीं खा सकता था। संयुक्त राज्य अमेरिका के कॉर्नेल विश्वविद्यालय के एक वायरोलॉजिस्ट गैरी व्हिटेकर ने एक अध्ययन का नेतृत्व किया, जहां उनके समूह ने महामारी की शुरुआत में वुहान में प्रसारित होने वाले संस्करण में स्पाइक प्रोटीन में P681R म्युटेशन डाला। टीम को इस तरह से संक्रमण में कोई वृद्धि नहीं मिली।

इन अध्ययनों से संकेत मिलता है कि डेल्टा के सुपर स्प्रेड के पीछे एक एकल म्युटेशन एकमात्र प्रेरक शक्ति नहीं हो सकता है। स्थिति अधिक जटिल प्रतीत होती है जहां अन्य कारकों के साथ मिलकर विभिन्न अन्य म्युटेशनों के परस्पर क्रिया ने डेल्टा के शक्तिशाली प्रसार को जन्म दिया है। हालांकि, डेल्टा की तेजी से फैलने की क्षमता अभी भी निर्विवाद है।

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Delta Variant: Whether ‘P681R’ Mutation in the Spike is Behind its Heightened Contagiousness

P681R

Mutation in Coronavirus

Delta variant

Kappa Variant

Point Mutation

P681R mutation in Delta

Delta’s Super Spread