Forskere her har designet et nyt interaktivt kort over spredningen af aviær influenza-virus (H5N1), der for første gang omfatter genetiske, geografiske og udviklingsmæssige oplysninger, der kan hjælpe med at forudsige, hvor den næste udbrud af virus sandsynligvis vil forekomme.
I den proces, de også testede hypoteser om karakteren af bestemte stammer af viruset, der synes at være på vej mod vest og har evnen til at smitte mennesker.
Et team af biomedicinske eksperter, ledet af Daniel Janies, en assisterende professor i afdelingen for biomedicinsk informatik, anvendt en speciel software til at oprette en evolutionær træ af virus er mutationer. De brugte Keyhole Markup Language i Google Earth til projekt træet på kloden, og derefter valgte farver og symboler for at angive forskellige værter, der bærer virussen, og hvor de bor. Tidshorisont, en anden funktion i Google Earth, tillod dem at animere spredningen af virus i det seneste årti.
Kortet er propfyldt med yderligere oplysninger. Hvis du klikker på en specifik viral subtype genererer et popup-vindue afslørende diagnostiske mutationer, der kendetegner en stamme af virus fra en anden, og alle de data, der er knyttet til National Institute of Health i GenBank.
"Kortet giver os en helt ny måde at se virus i aktion og forstå hvad det er og ikke gør," siger Janies. "Det er muligt for os at sammenligne resultater om virus i den virkelige verden mod allerede eksisterende hypoteser om udbredelsen af H5N1, der kommer fra laboratorieundersøgelser."
I undersøgelsen vises online i denne uge i april nummeret af Systematisk Biology.
Den aviær influenza-virus blev først konstateret hos vilde vandfugle i Guangdong, Kina i 1996. Derefter bredte sig til kyllinger og mennesker i Hong Kong det følgende år. Fra 1997 til 2005, kom det frem i en række sydøstasiatiske lande og spredes via flere værter i hele det centrale og sydlige Kina, Rusland, Mellemøsten og Indien. Til dato har yderligere udbrud blevet rapporteret som langt vest som Europa og Afrika og så langt mod øst som Japan, Korea og Indonesien.
I at skabe de supermap, undersøgte forskere genetiske data fra 351 isolater af virus. De var specielt interesseret i at opdage, hvis visse værter var i gang med specifikke former for virus, og som virus gennemført specifikke mutationer gør det muligt for smitte til mennesker.
"Vi fandt visualisering af flere lag af oplysninger meget nyttige i at generere hypoteser vi kunne teste gennem statistisk analyse af mutation data, vi organiseret i den evolutionære træ," siger Janies. "Resultaterne hjalp os med at forstå, om mutationer, der synes at være forbundet med visse værter eller geografiske regioner viste ved en tilfældighed, eller om de var sande tilpasninger af virussen, som det spredes."
Influenza virus er klassificeret efter flere kriterier: om de kommer fra dyr eller mennesker, og aktiviteten af to centrale proteiner, der sidder på overfladen af virus, hemaglutinin (HA) og neuraminidase (NA). HA hjælper virus "stick" til en værtscelle og inficerer den, NA hjælper virus flygte fra cellen og spredes til andre celler og værter. I fortiden, hypotese forskerne, at hvis en stamme af virussen opstod der gjorde det muligt menneske til menneske transmission, ville det sandsynligvis medføre mutationer i disse to proteiner.
Janies og hans kolleger fandt ingen genotyper forbundet med mutationer i disse to overfladeproteiner, der var signifikant associeret med nogen bestemt type vært. De havde dog finde en stærk sammenhæng mellem en specifik genotype (lysin-627 i polymerase grundlæggende protein af virus) og pattedyr værter på området.
"Selvom dette genotype ikke er eksklusivt til pattedyr, vi synes, det er vigtigt at spore, hvordan netop denne mutation spreder sig, fordi det ser ud til at være så smitsomt og dødbringende i mus," siger Janies.