GenXone spod Poznania bada koronawirusa i tworzy jego mapę genetyczną

Pojawienie się w Polsce wirusa SARS-CoV-2 sprawiło, że laboratoria wykonujące badania genetyczne praktycznie z dnia na dzień przestawiły się na przetwarzanie testów. Wielkopolska firma genXone nie jest tutaj wyjątkiem. Mają jednak coś, co odróżnia ich od innych: technologię pozwalającą szybko odczytać pełną sekwencję genomu wirusa. Dzięki niej dowiemy się bardzo dokładnie, skąd koronawirus do nas przybył – i w jaki sposób mutuje.

Śledząc koronawirusa

Wirusy zmiennymi są. Owszem, twierdzenie to nie dotyczy wszystkich z nich – ale wystarczająco dużo sprawia nam z tego tytułu spore problemy. Wystarczy wspomnieć wirusa grypy, przez którego zmienność wciąż nie mamy na tę chorobę ogólnej szczepionki, a na rynek co roku trafia nowa szczepionka, dająca ochronę jedynie przed głównymi szczepami panującymi w danym sezonie.

Wirus powodujący COVID-19 nie dorównuje co prawda tempem mutacji wirusowi grypy, ale zdecydowanie nie stoi w miejscu. Zaledwie przed kilkoma dniami naukowcy z Wielkiej Brytanii i USA ostrzegali, że najbardziej rozpowszechniony w tym momencie na świecie szczep SARS-CoV-2 jest znacznie bardziej zakaźny od wirusa, który pierwotnie zaatakował Wuhan.

Z punktu widzenia polityki zdrowotnej jest więc niezwykle istotne, aby wiedzieć dokładnie, z jakim wirusem mamy do czynienia – a w szerszym kontekście ważne jest również posiadanie dokładnych i aktualnych informacji z innych krajów.

– Rodzaje mutacji, tempo i częstotliwość ich występowania pozwalają na prześledzenie zmian i naszkicowanie "drogi" rozchodzenia się wirusa po świecie – tłumaczy w rozmowie z INNPoland.pl dr Grzegorz Nowicki z genXone. – Możemy w ten sposób określić na przykład w jaki sposób następował przepływ pomiędzy krajami, tzn. czy szczep występujący w Polsce przywędrował z Niemiec, Włoch, czy może bezpośrednio z Chin?

Tak się składa, że genXone jest w idealnej sytuacji, aby takich informacji nam dostarczyć. I właśnie nad tym pracuje.

Polska mapa koronawirusa

Podobnie jak inne polskie laboratoria na co dzień oferujące wykonywanie badań genetycznych, po dotarciu do Polski COVID-19 firma z miejscowości Suchy Las pod Poznaniem przestawiła się na wykonywanie testów na koronawirusa. Stopniowo zwiększając moce przerobowe, genXone dotarło do momentu, w którym jest w stanie badać około 500 próbek dziennie, a przed siedzibą firmy stanął specjalny mobilny pawilon, w którym spływające z całego kraju próbki są badane przez 24 godziny na dobę.

Rzecz jasna, w części z przebadanych próbek znajduje się materiał genetyczny koronawirusa – a to podsunęło naukowcom bardzo konkretny pomysł na badania. Skoro dysponują biblioteką próbek pochodzących prawie z każdego regionu Polski, to może warto sprawdzić, które dokładnie typy wirusa grasują po naszym kraju?

– Mamy możliwość stworzenia najpełniejszej dotychczas mapy potencjalnej bioróżnorodności COVID-a. Już niedługo udostępnimy od 50 do 100 w pełni zsekwencjonowanych genomów koronawirusa; największa baza zawiera obecnie jedynie ok. 50 rekordów z naszego kraju – opowiada dr Nowicki. – My sami przede wszystkim chcemy zobaczyć czy początkowa faza epidemii w Polsce jest związana, z tym samym szczepem, który obserwujemy teraz – dodaje.

Rewolucyjna technologia

Co jednak sprawia, że naukowcy spod Poznania będą w stanie podwoić liczbę odczytanych w Polsce wirusów? Otóż genXone korzysta z innowacyjnej metody odczytywania genomu: sekwencjonowania nanoporowego. Mowa tutaj o technologii opracowywanej od roku 2005 i skomercjalizowanej w 2015 roku przez brytyjską firmą Oxford Nanoporore Technologies. GenXone jest od 2017 r. jedynym w Polsce laboratorium posiadającym pełną certyfikację do wykorzystywania tej techniki komercyjnie.

– Sekwencjonowanie nanoporowe jest trochę odmienne od tego, co dostępne było na rynku do tej pory: to metoda całkowicie zautomatyzowana, wykorzystująca uczenie maszynowe – tłumaczy dr Nowicki.

Przechodząc przez otwór, kwasy nukleinowe zmieniają potencjał elektryczny po dwóch stronach membrany. Jako że każdy nukleotyd powoduje innego rodzaju zaburzenie strumienia elektrycznego, możemy w ten sposób łatwo rozpoznać odpowiedni nukleotyd – odczytując w ten sposób cały genom koronawirusa nawet w ciągu niespełna 100 sekund.

Źródło wiedzy o wirusach

To właśnie w strukturze i sekwencji kwasu nukleinowego zapisane jest wszystko, co sprawia, że wirus SARS-CoV-2 jest wirusem powodującym chorobę COVID-19 w takiej, a nie innej formie.

– Sekwencjonować możemy każdy materiał genetyczny, ważne jest jednak, aby zastosować metodę odpowiednią dla naszych potrzeb. Sekwencjonowanie nanoporowe najlepiej sprawdza się wtedy, kiedy informacja o genomie danego organizmu nie jest znana albo skąpa, a naszym zadaniem jest ustalenie pełnej sekwencji tego genomu – tłumaczy dr Grzegorz Nowicki.

Jak dodaje, możliwość odczytania całego genomu przez długi czas była świętym Graalem genetyki: – Mieliśmy krótkie odczyty o świetnej jakości, ciągle jednak brakowało możliwości sklejenia tych kawałków w jedną część, w jeden znaczący obraz. Można powiedzieć, że mieliśmy wiele puzzli, które były rozsypane na dużym stole. Dzisiaj, dzięki sekwencjonowaniu nanoporowemu, wiemy jak te puzzle połączyć – a to pozwala nam np. szybko poznawać nowe szczepy groźnych wirusów – podsumowuje dr Nowicki.

Autorzy artykułu:

Katarzyna Florencka

Śledząc koronawirusa

Polska mapa koronawirusa

Rewolucyjna technologia

Źródło wiedzy o wirusach

Autorzy artykułu:

Śledząc koronawirusa

Polska mapa koronawirusa

Rewolucyjna technologia

Źródło wiedzy o wirusach

Autorzy artykułu:

Ci Polacy dniem i nocą badają koronawirusa. Mają coś, czego nie mają inni