감염 중 SARS-CoV-2 바이러스의 스파이크 단백질과 인간 세포의 수용체 사이의 결합의 기계적 안정성에 대한 새로운 연구에서 Omicron 및 Delta와 같은 바이러스 변종의 결합 안정성에 차이가 있음이 밝혀졌습니다. 네덜란드, 독일, 미국 연구진의 이번 발견은 왜 일부 변종이 다른 변종보다 더 빨리 퍼지는지 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
COVID-2를 담당하는 바이러스인 SARS-CoV-19에는 XNUMX가지 구조 단백질이 포함되어 있습니다: 외피(E); 멤브레인(M); 뉴클레오캡시드(N); 및 스파이크(S). M, E 및 S 단백질은 바이러스가 숙주 세포에 들어가는 메커니즘을 포함하여 바이러스의 가장 바깥층을 조립하고 형성하는 데 필수적입니다. 한편 N 단백질은 바이러스의 유전 정보를 캡슐화합니다.
자기 핀셋 기술
신작에서는 물리학자가 이끄는 팀 얀 리프페르트 of 네덜란드 위트레흐트대학교 인간의 호흡기관과 유사한 조건에서 SARS-CoV-2 바이러스의 화학 결합의 생체 역학적 특성을 연구하기 위해 자기 핀셋이라는 매우 민감한 기술을 사용했습니다. 그들의 분석은 바이러스의 수용체 결합 도메인(본질적으로 스파이크 단백질의 끝 부분)과 ACE2(바이러스의 세포 수용체이자 인간 세포로의 주요 진입점)로 알려진 세포외 도메인을 결합한 단백질 구조를 사용합니다. 이 두 구성 요소는 유연한 펩타이드 링커를 통해 연결됩니다.
"또한 우리의 구조에는 한쪽 끝을 표면에 부착하고 한쪽 끝을 작은 자성 비드에 부착하는 펩타이드 태그가 있습니다"라고 Lipfert는 설명합니다. "이 구조를 사용하여 우리는 세포 수용체에 결합된 바이러스 단백질의 경계면에 정밀하게 보정된 힘을 적용할 수 있습니다."
두 바인딩 파트너는 링커로 연결되어 있기 때문에 결합이 끊어진 후에도 다시 바인딩할 수 있다고 그는 덧붙였습니다. "이를 통해 우리는 서로 다른 힘에서 상호 작용을 반복해서 연구할 수 있습니다."
더 강한 바인딩
연구원들은 모든 주요 SARS-CoV-2 변종(알파, 베타, 감마, 델타 및 오미크론 포함)이 원래 변종보다 인간 세포에 대한 결합 친화도가 더 높지만 알파 변종의 결합은 특히 기계적으로 안정적이라는 것을 발견했습니다. 이는 바이러스에 대한 사전 면역력이 거의 또는 전혀 없는 인구 집단에서 2020년 말과 2021년 초에 그토록 빠르게 확산된 이유를 설명할 수 있습니다.
그러나 그들은 또한 최신 Delta 및 Omicron 변종이 다른 변종보다 반드시 더 강하게 결합하는 것은 아니라는 사실을 발견했습니다. 이는 어떤 변종이 더 널리 퍼질지 예측할 때 다른 프로세스를 고려해야 함을 의미합니다.
Lipfert와 동료들은 대유행 초기에 그들의 초기 아이디어는 힘 분광학을 사용하여 코로나바이러스가 세포에 결합하는 방식을 연구하는 것이라고 말했습니다. Lipfert는 “2020년 2020월과 XNUMX월에 우리는 생물물리학에 대한 우리의 전문 지식이 어떻게 글로벌 팬데믹에 맞서 싸우는 데 도움이 될 수 있는지 궁금했습니다. “우리는 XNUMX년 가을 사전 인쇄에 자세히 설명되어 최종적으로 PNAS, 우려되는 다양한 변종들이 출현하여 전 세계로 확산되었습니다. 이로 인해 자연스럽게 우리의 분석이 변종 간의 차이를 조사하는 데 사용될 수 있는지에 대한 질문을 하게 되었습니다.”
물리학자들은 SARS-CoV-2가 어떻게 형성되는지 시뮬레이션합니다.
이 팀에는 다음의 과학자도 포함되어 있습니다. LMU Munich 그리고 뮌헨 기술 대학, Stanford UniversityWalk Through California 프로그램, 워싱턴 대학 과 오번 대학교, 돌연변이의 영향을 자세히 이해하고 미래의 새로운 변종을 예측하기 위해 분석 및 방법론을 사용하기를 희망합니다. 이는 업데이트된 백신을 개발함으로써 바이러스보다 앞서 나가는 데 도움이 될 수 있다고 그들은 말합니다.
"우리는 또한 우리의 방법을 사용하여 예측되고 관찰된 코로나바이러스의 새로운 변종을 테스트하고 싶습니다." Lipfert 물리학 세계를 알려줍니다. "또한 우리는 우리의 접근 방식이 숙주-병원체 상호 작용을 보다 일반적으로 이해하는 데 매우 유용할 수 있다고 믿습니다."
그들의 연구는 자연 나노 기술.
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- 출처: https://physicsworld.com/a/physical-forces-explain-why-some-covid-variants-are-more-virulent-than-others/
