Μια νέα μελέτη σχετικά με τη μηχανική σταθερότητα των δεσμών μεταξύ της πρωτεΐνης ακίδας στον ιό SARS-CoV-2 και των υποδοχέων της στα ανθρώπινα κύτταρα κατά τη διάρκεια της μόλυνσης αποκάλυψε διαφορές στη σταθερότητα δέσμευσης ιικών παραλλαγών όπως το Omicron και το Delta. Το εύρημα, από ερευνητές από την Ολλανδία, τη Γερμανία και τις ΗΠΑ, θα μπορούσε να βοηθήσει να εξηγηθεί γιατί ορισμένες παραλλαγές εξαπλώνονται πιο γρήγορα από άλλες.
Ο SARS-CoV-2, ο ιός που ευθύνεται για το COVID-19, περιέχει τέσσερις δομικές πρωτεΐνες: φάκελος (Ε). μεμβράνη (Μ); νουκλεοκαψίδιο (Ν); και ακίδα (S). Οι πρωτεΐνες M, E και S είναι ζωτικής σημασίας για τη συναρμολόγηση και το σχηματισμό του εξωτερικού στρώματος του ιού, συμπεριλαμβανομένων των μηχανισμών με τους οποίους ο ιός εισέρχεται στα κύτταρα ξενιστές. Η πρωτεΐνη Ν, εν τω μεταξύ, ενθυλακώνει τις γενετικές πληροφορίες του ιού.
Τεχνική μαγνητικής λαβίδας
Στο νέο έργο, μια ομάδα με επικεφαλής τον φυσικό Γιαν Λίπφερτ of Πανεπιστήμιο της Ουτρέχτης στην Ολλανδία χρησιμοποίησε μια εξαιρετικά ευαίσθητη τεχνική που ονομάζεται μαγνητική λαβίδα για να μελετήσει τις εμβιομηχανικές ιδιότητες των χημικών δεσμών στον ιό SARS-CoV-2 υπό συνθήκες που μιμούνται αυτές της ανθρώπινης αναπνευστικής οδού. Ο προσδιορισμός τους χρησιμοποιεί ένα κατασκεύασμα πρωτεΐνης που συνδυάζει την περιοχή δέσμευσης υποδοχέα του ιού (ουσιαστικά το άκρο της πρωτεΐνης ακίδας) και την εξωκυτταρική περιοχή γνωστή ως ACE2 (ο κυτταρικός υποδοχέας του ιού και ένα βασικό σημείο εισόδου στα ανθρώπινα κύτταρα). Αυτά τα δύο συστατικά συνδέονται μέσω ενός εύκαμπτου πεπτιδικού συνδετήρα.
«Επιπλέον, το κατασκεύασμά μας διαθέτει ετικέτες πεπτιδίου για να το προσαρτούν με το ένα άκρο σε μια επιφάνεια και με το ένα άκρο σε ένα μικρό μαγνητικό σφαιρίδιο», εξηγεί ο Lipfert. «Χρησιμοποιώντας αυτό το κατασκεύασμα, μπορούμε να εφαρμόσουμε επακριβώς βαθμονομημένες δυνάμεις στη διεπιφάνεια της πρωτεΐνης του ιού που είναι συνδεδεμένη με τον κυτταρικό της υποδοχέα».
Δεδομένου ότι οι δύο δεσμευτικοί εταίροι συνδέονται με έναν σύνδεσμο, μπορούν να επανασυνδεθούν μετά τη διακοπή του δεσμού, προσθέτει. «Αυτό μας επιτρέπει να μελετάμε τις αλληλεπιδράσεις ξανά και ξανά, σε διαφορετικές δυνάμεις».
Πιο δυνατό δέσιμο
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι ενώ όλες οι κύριες παραλλαγές SARS-CoV-2 (συμπεριλαμβανομένων των Alpha, Beta, Gamma, Delta και Omicron) έχουν υψηλότερη συγγένεια δέσμευσης με τα ανθρώπινα κύτταρα από το αρχικό στέλεχος, η δέσμευση της παραλλαγής Alpha είναι ιδιαίτερα σταθερή μηχανικά. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει γιατί εξαπλώθηκε τόσο γρήγορα στα τέλη του 2020 και στις αρχές του 2021, σε πληθυσμούς με μικρή ή καθόλου προηγούμενη ανοσία στον ιό.
Βρήκαν επίσης, ωστόσο, ότι οι πιο πρόσφατες παραλλαγές Delta και Omicron δεν συνδέονται απαραίτητα πιο ισχυρά από τις άλλες, πράγμα που σημαίνει ότι πρέπει να ληφθούν υπόψη άλλες διεργασίες κατά την πρόβλεψη ποιες παραλλαγές θα μπορούσαν να γίνουν πιο διαδεδομένες.
Ο Lipfert και οι συνεργάτες τους λένε ότι η αρχική τους ιδέα, στις αρχές της πανδημίας, ήταν να χρησιμοποιήσουν φασματοσκοπία δύναμης για να μελετήσουν πώς ο κοροναϊός συνδέεται με τα κύτταρα. «Τον Φεβρουάριο και τον Μάρτιο του 2020, αναρωτιόμασταν πώς η τεχνογνωσία μας στη βιοφυσική θα μπορούσε να βοηθήσει στην καταπολέμηση της παγκόσμιας πανδημίας», εξηγεί ο Lipfert. «Ενώ εργαζόμασταν για την ανάπτυξη της πρώτης ανάλυσης, η οποία αναλύθηκε λεπτομερώς σε προεκτύπωση το φθινόπωρο του 2020 και τελικά δημοσιεύτηκε στο PNAS, οι διαφορετικές παραλλαγές ανησυχίας εμφανίστηκαν και εξαπλώθηκαν σε όλο τον κόσμο. Αυτό φυσικά μας οδήγησε να θέσουμε το ερώτημα εάν η δοκιμασία μας θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση διαφορών μεταξύ των παραλλαγών».
Οι φυσικοί προσομοιώνουν πώς σχηματίζεται ο SARS-CoV-2
Η ομάδα, η οποία περιλαμβάνει επίσης επιστήμονες από LMU Μόναχο και την Τεχνικό Πανεπιστήμιο του Μονάχου, Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ, τη University of Washington και Auburn University, ελπίζει να χρησιμοποιήσει τον προσδιορισμό και τη μεθοδολογία του για να κατανοήσει λεπτομερώς τις επιπτώσεις των μεταλλάξεων και ακόμη και να προβλέψει νέες παραλλαγές στο μέλλον. Αυτό θα μπορούσε να μας βοηθήσει να παραμείνουμε μπροστά από τον ιό αναπτύσσοντας ενημερωμένα εμβόλια, λένε.
«Θα θέλαμε επίσης να χρησιμοποιήσουμε τη μέθοδό μας για να δοκιμάσουμε προβλεπόμενες και παρατηρούμενες νέες παραλλαγές του κοροναϊού», δήλωσε ο Λίπφερτ λέει το Physics World. "Επιπλέον, πιστεύουμε ότι η προσέγγισή μας θα μπορούσε να είναι πολύ πολύτιμη για την κατανόηση των αλληλεπιδράσεων ξενιστή-παθογόνου γενικότερα."
Η μελέτη τους δημοσιεύεται στο Φύση Νανοτεχνολογία.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/physical-forces-explain-why-some-covid-variants-are-more-virulent-than-others/
