Covid-19 evriminde D614G mutasyonu

COVID-19 bütün hızıyla Dünya’yı kasıp kavurmaya devam ediyor. Bu, ne yazık ki bu köşemin sıradan giriş cümlesi oldu, çünkü başta ABD gibi dünya devleri olmak üzere birçok ülke halen bilimsel gerçeklere kulak asmamakta ısrarcı gözüküyor. Dolayısıyla ceremesini de çekiyoruz, ne bekliyorduk ki? Toplamda 12,3 milyon vaka, 555 bin ölü!

Bu süreçte bilim insanları azimle SARS-CoV-2 virüsünün özelliklerini ve evrimini takip etmeyi sürdürüyor. Son birkaç haftada keşfedilen en ilginç bulgulardan birisi, virüste meydana gelen D614G isimli bir mutasyon oldu. Bu mutasyonu ve potansiyel etkilerini ilk olarak 16 Haziran 2020’de Evrim Ağacı üzerinden duyurmuştuk, ama o zamandan beri mutasyona dair biraz daha fazla şey öğrendik. En temelden başlayalım: Bu mutasyon, virüsün yüzey proteinlerini tanımlayan 1300 aminoasit dizisinde, 614 numaralı pozisyondaki aspartik asit aminoasidini (kısaca “D”), glisin aminoasidine (kısaca “G”) çeviren bir mutasyon.

YAYILMAYI ARTIRIYOR

Mutasyonun yaptığı ise basitçe şu: Virüsün hücrelere tutunmasını sağlayan ve koronavirüse “korona” (yani “taç”) ismini kazandıran “spike” (“mızrak”) proteinlerini daha dengeli ve esnek hale getiriyor. Bu sayede virüs, insan hücrelerini daha kolay işgal edebiliyor ve bu da yayılma başarısını arttırıyor.

Bu mutasyona yönelik araştırmaların şimdilik tamamı laboratuvar ortamında yapıldı, dolayısıyla gerçek dünyadaki etkilerini henüz tam olarak bilemiyoruz. Fakat mart ayı başlarında Avrupa’da meydana gelen mutasyonun sebep olduğu “mutant virüsün” şu anda Dünya’daki birçok ülkede baskın soy hattı haline geldiği düşünülüyor; çünkü eldeki 50.000 civarındaki SARS-CoV-2 genomunun %70 civarında bu mutasyon tespit edilmiş durumda.

Şunu anlamak gerekiyor: SARS-CoV-2 gibi virüsler için bulaşıcılık her şeydir. Eğer yeni bir mutasyon, bulaşıcılığı olumsuz yönde etkileyecek olursa, popülasyondan derhal silinecektir; çünkü o soy hattının pek uzağa gitmesi mümkün olmaz. Daha önceden Endo ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada, çok az sayıda enfeksiyonun, bulaşmaların çoğundan sorumlu olduğu gösterilmişti. Bu da şunu gösteriyor: Eğer bir mutasyon, bir virüs soy hattına avantaj sağlıyorsa, o soy hattı çok kısa sürede dominant (baskın) hale gelebiliyor. D614G’nin başarısı da bu gibi gözüküyor.

MUTASYONLAR ANİ ETKİLİ DEĞİL

Bu, 3 Kasım 2019 tarihinde bu köşede yazdığım “Hepimiz mutantız!” başlıklı yazımla da son derece uyumlu bir gelişme: Zararlı mutasyonlar popülasyondan hızla elenirken, faydalı mutasyonlar hızla seçiliyor ve bu nedenle tür, kademeli bir şekilde ama durmaksızın daha uyumlu yönde değişiyor.

Bu faydalı ve zararlı mutasyonların sıklığına baktığımızda, karşımıza ilginç bir gerçek çıkıyor: Aslında mutasyonların %70 civarı, herhangi bir değişime neden olmayan, nötr mutasyonlar. Yani ani etkili değiller. Bu, mutasyonların “Spiderman-vari” algısını kırmak için yeterli bir bilgi olmalı. Mutasyonların büyük bir kısmının ani etkisi yok! Geri kalan %30’luk kısım ani etkili. Bunların %20’lik kısmını zararlı mutasyonlar, %10’luk kısmını faydalı mutasyonlar oluşturuyor. Yani eğer bir mutasyon ani etkiliyse, zararlı olma ihtimali daha yüksek.

Ancak seçilimin etkisini unutmayın: Bir mutasyonun tek başına evrime hiçbir etkisi yok! Evrime olacak etkiyi belirleyen, seçme-eleme sürecinden başarıyla geçen mutasyonlar oluyor. Zararlı bir mutasyon bu süreçte hızla elendiği için, faydalı olan mutasyonlardan yana bir “seçilim önyargısı” oluşmuş oluyor. Bu nedenle türler, kısmen daha düşük oranda meydana gelen faydalı mutasyonların sürekli “kayırılması” nedeniyle, durmaksızın daha faydalı (yani bulundukları çevrenin şartlarıyla daha uyumlu) özellikler edinecek biçimde değişebiliyor. SARS-CoV-2 virüsünde olan da bu.

EVRİMİN TAKAS İLKESİ

Burada önemli bir diğer nokta da, evrimdeki takas ilkesi: Yani edindiğiniz kazanç nedeniyle bazı kayıplarınız olabilir ve bu iki uç arasındaki denge önemlidir. Eğer kayıplarınız, edindiğiniz faydayı aşarsa, o faydalı özellik de kalıcı olmayabilir. Evrimsel süreçte yeni bir niteliğin kalıcı olması için, edinilen karakterin sebep olduğu zararların, sağladığı faydalardan az olması gerekir.

Virüsler açısından düşünelim: Bir virüsün aşırı bulaşıcı olması virüs için iyidir; daha çok ürer ve daha kalıcı olur. Ancak virüsün bulaşabilirliğini arttıran mutasyon, aynı zamanda ölümcüllüğünü arttıracak olursa, bu virüs için kötü olabilir. Çünkü virüs daha hızlı bulaşsa da, eğer konaklarını çok hızlı bir şekilde yatağa düşürecek olursa, o konak diğer bireylerle temasa geçemez ve virüs, konakta hapis kalır. Dolayısıyla bulaşabilirlik ve öldürücülük arasında bir denge vardır.

Bunu, SARS-CoV-2’nin D614G mutasyonunda da görüyoruz: Virüs, daha bulaşıcı hale geliyorsa da, daha ölümcül hale gelmiyor gibi gözükmektedir. Bu da söz konusu mutasyonun örneklenen 50.000 genomun %70’inde bulunacak düzeye kadar yayılabilmesini açıklamaktadır.

ÖĞRENECEK ÇOK ŞEYİMİZ VAR

Bu mutasyonun etkileriyle ilgili halen öğrenecek çok şeyimiz var. Örneğin mutantın bu düzeydeki yaygınlığın genetik sürüklenme, örnekleme önyargısı gibi bazı ek açıklamaları da olabilir; bu konulardaki araştırmalar sürüyor (yani tek açıklama, o soy hattının mutasyon avantajı olmayabilir). Benzer şekilde, şimdilik görünen o ki bu mutasyon, aşı ve ilaç çabalarımızı olumsuz etkileyen bir nitelikte değil; dolayısıyla virüsten kurtulmamız önünde yeni bir engel koymuyor.

Ama COVID-19 salgınıyla ilgili süreci düşündüğümde aklıma saplanıp kalan gerçek hep aynı: İlginç bir şekilde bu küresel kriz, bugüne kadar ülkemizde “kahvehane ağzı” düzeyinde tartışılan, müfredatlardan çıkarılacak düzeyde endişe edilen evrim teorisinin önemini bizlere çok daha net bir şekilde hatırlattı. Tüm bunları evrimsel biyolojinin ışığı olmaksızın anlamak veya anlamlandırmak imkânsızdır.

Umuyorum bilime yeterince vermediğimiz değerden ötürü kaybettiğimiz yüz binlerce can, en azından uzun vadede bilimin önemini bize hatırlatan birer anıt taşı olarak tarihimizdeki yerini alır ve aklımızı başımıza almak için bir gerekçe olarak görülür.