Wyjaśnienie: Jak „korona” wirusa zmienia się w kształt szpilki do włosów — i dlaczego

Zatrzymane ramki białka szczytowego SARS-CoV-2 pokazują dramatyczną zmianę kształtu po połączeniu z komórką ludzką. Naukowcy sugerują, że może to pomóc odwrócić uwagę naszego układu odpornościowego; odkrycia mogą mieć znaczenie przy opracowywaniu szczepionek

Struktura SARS-CoV-2, w tym białka wypustkowego. (Źródło: Wikipedia)

Białko szczytowe SARS-CoV-2 — „korona” w koronawirusie, który powoduje chorobę Covid-19 — właśnie ujawniło nowe sekrety. Naukowcy odkryli, że białko kolca zmienia swoją formę po przyczepieniu się do ludzkiej komórki, zwijając się i przyjmując sztywny kształt szpilki do włosów. Naukowcy opublikowali swoje odkrycia w czasopiśmie Science i wierzą, że wiedza może pomóc w opracowaniu szczepionek.

Co to jest białko kolce?

Jest to białko, które wystaje z powierzchni koronawirusa, jak kolce korony lub korony — stąd nazwa „koronawirus”. W koronawirusie SARS-CoV-2 to właśnie białko kolce inicjuje proces infekcji w ludzkiej komórce. Przyłącza się do ludzkiego enzymu, zwanego receptorem ACE2, zanim przejdzie do komórki i tworzy wiele kopii samego siebie.

Co znalazły nowe badania?

Korzystając z techniki kriogenicznej mikroskopii elektronowej (cryo-EM), dr Bing Chen i współpracownicy z Boston Children's Hospital zamrozili białko kolca w obu jego kształtach — przed i po fuzji z komórką.

Obrazy Cryo-EM SARS-CoV-2 przed i po fuzji z komórką ludzką. Postfusion kształt jest jak sztywna spinka do włosów. (Źródło: udostępnił dr Bing, Chen, Szpital Dziecięcy w Bostonie)

Obrazy pokazują dramatyczną zmianę kształtu szpilki do włosów po tym, jak białko kolca zwiąże się z receptorem ACE2. W rzeczywistości naukowcy odkryli, że kształt po może pojawić się również przed fuzją — bez żadnego wiązania wirusa z komórką. Kolec może przedwcześnie przybrać alternatywną formę.

Co to oznacza?

Dr Chen sugeruje, że przyjęcie alternatywnego kształtu może pomóc w zapobieganiu rozpadowi SARS-CoV-2. Badania wykazały, że wirus pozostaje żywy na różnych powierzchniach przez różne okresy czasu. Chen sugeruje, że sztywny kształt może to wyjaśnić.

Co ważniejsze, naukowcy spekulują, że forma postfuzyjna może również chronić SARS-CoV-2 przed naszym układem odpornościowym.

Ekspresowe wyjaśnieniejest teraz włączonyTelegram. Kliknij tutaj, aby dołączyć do naszego kanału (@ieexplained) i bądź na bieżąco z najnowszymi

W jaki sposób może chronić wirusa przed układem odpornościowym?

Postfuzyjny kształt może indukować przeciwciała, które nie neutralizują wirusa. W efekcie kolce w tej formie mogą działać jak wabiki, które rozpraszają układ odpornościowy.

Przeciwciała ukierunkowane specyficznie na stan po fuzji nie byłyby w stanie zablokować fuzji błonowej (wejście wirusa), ponieważ byłoby to za późno na proces. Jest to dobrze ugruntowane w dziedzinie innych wirusów, takich jak HIV, powiedział Chen ta strona internetowa , e-mailem.

W zasadzie, jeśli obie konformacje mają wspólne epitopy neutralizujące (część wirusa, na którą skierowane są przeciwciała), to forma po fuzji również może indukować przeciwciała neutralizujące, powiedział Chen. Ale ponieważ te dwie struktury są często bardzo różne, w szczególności w przypadku SARS-CoV-2 i HIV, nie sądzę, aby postać po fuzji była użyteczna jako immunogen, wyjaśnił.

Czy te dwie formy mają jakieś podobieństwa?

Tak, obie formy przed i po zawierają cząsteczki cukru, zwane glikanami, rozmieszczone w równych odstępach na swojej powierzchni. Glikany to kolejna funkcja, która pomaga wirusowi uniknąć wykrycia odporności.

Jak przydatna jest wiedza o alternatywnym kształcie?

Naukowcy są przekonani, że odkrycia mają wpływ na rozwój szczepionek. Wiele szczepionek, które są obecnie opracowywane, wykorzystuje białko kolce do stymulacji układu odpornościowego. Ale mogą one mieć różne kombinacje form przed i po fuzji, powiedział Chen. A to może ograniczyć ich skuteczność ochronną.

Chen podkreślił potrzebę stabilizacji białka wypustkowego w jego strukturze sprzed fuzji w celu zablokowania zmian konformacyjnych prowadzących do stanu po fuzji. Jeśli białko nie jest stabilne, przeciwciała mogą być indukowane, ale będą one mniej skuteczne pod względem blokowania wirusa, powiedział.

Używając naszej struktury sprzed fuzji jako przewodnika, powinniśmy być w stanie lepiej (wprowadzając mutacje stabilizujące) naśladować stan sprzed fuzji, co może być bardziej skuteczne w wywoływaniu neutralizujących odpowiedzi przeciwciał, powiedział Chen The Indian Express. Jesteśmy w trakcie robienia tego na wypadek, gdyby pierwsza runda szczepionek nie była tak skuteczna, jak wszyscy mamy nadzieję.

Podziel Się Z Przyjaciółmi: