코로나 바이러스 염기 walk 그래프

워낙 코로나 바이러스로 인한 폐해가 심해서 전세계적으로 코로나 바이러스에 관한 연구도 많이 하고 있습니다.   코로나 바이러스가 어떻게  몸 안에 들어가 어떻게 자신을 복제해서 몸 밖으로 나오는지 밝혀졌습니다. 이를 바탕으로 치료제와 백신을 만들어야 하는데 시간이 필요하겠습니다.   아래 그림은  코로나 바이러스  전염에 관한 것인데 자세한 설명은  IBS 에서 볼 수 있습니다.

출처: IBS 

바이러스는 구조가 단순해서 유전 정보를 가진 DNA 혹은 RNA 와 이를 감싼 껍데기로 구분됩니다.   여기서는 바이러스의 가장 핵심이 되는 유전 정보를 그리려고 합니다.

코로나 바이러스는 한 가닥으로 된 RNA가 유전 정보를 가지고 있습니다.    A, U, G, C로 구분하는 4가지의 뉴클레오타이드(염기) 사슬입니다.    뉴클레오타이드 개수는 29,903 나 됩니다. 이   RNA 사슬은 단백질을 만들 바탕이 됩니다.    약 22,000 위치까지 ORF1a와 ORF1b 단백질 사슬을 만듭니다.   이 단백질 사슬이 쪼개지면서 전체적으로 바이러스 복제를 주도합니다.

이 단백질 사슬에 대한 RNA염기 배열은  NCBI (National Center for Biotechnology Information) 웹 사이트에서 구할 수 있습니다.   특히 위 URL는 2019년 우한에서 발생한 코로나 바이러스의 것이고 이 센터는 다른 나라에서 발병한 코로나 바이러스 정보도 가지고 있습니다.

RNA 사슬을 그림으로 표시하는 가장 간단한 방법 중에 하나는  nucleotide walk graph입니다.  RNA  사슬에서 염기를 하나씩 읽으면서 A가 나오면 x축으로 +1, T(U)가 나오면 y축으로 +1, G가 나오면 x축으로 -1, C가 나오면 y축으로 -1 씩 이동하면서 선을 이어 줍니다.  다음은 우한에서 구한 코로나 바이러스의 nucleotide walk graph입니다.

(0, 0)에서 시작해서 우상향으로 뻗어가는 이유는 염기 중에 A와T(U)가 절대적으로 많이 나오기 때문입니다.

이동성과 코로나

애플사에서 전세계 주요국에 대해 이동성를 발표하고 있습니다. 애플 지도에서의 경로 안내 요청을 근거로 이동성을 산정하는 듯 합니다.   운전(driving),   대중교통(public transportation),  도보(walking) 3가지로 나누어 2020년 1월 13일 기준으로 날짜별 이동 정도를 알려 줍니다.   코로나  바이러스 때문에  사회적 격리가 필요했고 이동성 정보로 각 나라 그리고 도시가 사회적 격리를 얼마나 준수하고 있는지 알 수 있는 척도가 됩니다.  이동성이  1월 13일보다 낮으면 이동이 적다는 뜻이니 격리에 충실한 상태이고  1월13일보다 높으면 이동이 많다는 뜻이니 격리와 멀어집니다.

 CSV 파일로 받으면 63개국,  89개 도시에 대한 정보를 한꺼번에 얻을 수 있습니다.   1월 13일부터 4월 23일까지 63개국 국가별 그리고 이동 수단별 이동성 정보를 엑셀에 모두 그리면 아래와 같은 그림이 나옵니다.  

전체 흐름은 3월 11일까지 100%를 오르내립니다.  3월 11일 후로 전체적인 흐름은 50% 대로 떨어집니다.  3월 11일에  WHO에서 코로나 팬더믹을 선언했습니다.  WHO의  팬더믹 선언으로 이동성이 확실히 줄었다는 것을 보여 줍니다.

그래프에서 튀는 부분은  3월 11일 훨씬 1월 27일부터 이동성이 떨어지기 시작한 마카오와 홍콩 그리고  팬더믹을 선언했음에도 불구하고 한동안 이동성이 떨어지지 않은 일본입니다. 각각 왼쪽 하단과 오른쪽 상단에 보이는  그래프 선이 여기에 해당합니다.  홍콩, 일본 그리고 코로나 방역에 성공했다고 알려진 베트남과 비교를 위해 한국을 포함시켜 이동성 그래프를 새로 그렸습니다. 그래프 선은  Driving과 walking 를 평균값 (일본은 transit까지) 입니다.

일본은 3월23일에  올림픽 연기를 선언했는데 그 때까지 이동성이 떨어진 적이 없습니다.   사회적 격리가 늦은 탓인지 아직도 5월 3일 아직도 확산세가 진정되었다고 볼 수가 없는 상황입니다.  일본을 보면 코로나 방역에 사회적 격리가 중요한 수단인 것 같은데  베트남과 홍콩을 보면 반드시  사회적 격리가  코로나 방역을 보장한다고 볼 수는 없습니다. 베트남은 코로나 방역의 모범국으로 뽑힐 만큼 확진자 수는 270명(5월1일 기준)에 불과합니다. 

출처 : https:/www.worldometers.info/coronavirus/country/viet-nam/   

확진자는 대부분 팬더믹 이후에 발생했고 해외 유입자로 알려져 있습니다.  전반적으로 사회적 격리와 상관 없이 미미한 확진자가 있을 뿐입니다.

홍콩은 일찍이 1월 20일부터 사회적 격리가 시작했고 아직도 하고 있음에도 불구하고 오히려 3월 20일 이후에 확진자가 증가한 경우입니다. 

출처: https://www.worldometers.info/coronavirus/country/china-hong-kong-sar/

사회적 격리가  코로나 방역에 중요한 요소입니다만 격리가 모든 것을 설명해주지는 않습니다. 사회적 격리를 의미하는 이동성과 별개로 아직 밝혀지지 않는 전염 경로가 코로나 확산에 기여하고 있는 것으로 보입니다.