Ученые сделали открытие, которое поможет в разработке эффективных лекарств от коронавируса

Физик из Калифорнийского университета в Риверсайде и ее бывший аспирант впервые успешно смоделировали формирование SARS-CoV-2, вируса, который распространяет COVID-19.

В статье, опубликованной в журнале Viruses , Ройя Занди, профессор физики и астрономии UCR, и Сию Ли, научный сотрудник Лаборатории материалов озера Суншань в Китае, предлагают общее понимание сборки и формирования SARS-CoV -2 из составляющих его компонентов.

«Понимание сборки вируса всегда было ключевым шагом, ведущим к терапевтическим стратегиям», — сказал Занди. «Многочисленные эксперименты и моделирование вирусов, таких как ВИЧ и вирус гепатита В, оказали значительное влияние на выяснение их сборки и создание средств борьбы с ними. Даже самые простые вопросы, касающиеся образования SARS-CoV-2, остаются без ответа».

Занди объяснил, что критическим этапом в жизненном цикле любого вируса является упаковка его генома в новые вирионы или вирусные частицы. Это особенно сложная задача для коронавирусов, таких как SARS-CoV-2, с их очень большими геномами РНК. Действительно, коронавирусы имеют самый большой геном, известный вирусу, который использует РНК в качестве генетического материала. 

SARS-CoV-2 имеет четыре структурных белка: оболочка (E), мембрана (M), нуклеокапсид (N) и шип (S). Структурные белки M, E и N необходимы для сборки и формирования вирусной оболочки — самого внешнего слоя вируса, который защищает вирус и способствует проникновению в клетки-хозяева. Этот процесс происходит на мембране промежуточного отдела эндоплазматического ретикулума Гольджи, или ERGIC, сложной мембранной системы, которая обеспечивает липидную оболочку коронавируса. Сборка коронавирусов уникальна по сравнению со многими другими вирусами, поскольку этот процесс происходит на мембране ERGIC. 

В большинстве вычислительных исследований на сегодняшний день используются крупнозернистые модели, в которых для имитации вирусных компонентов используются только детали, относящиеся к большим масштабам. За прошедшие годы крупнозернистые модели объяснили несколько процессов сборки вирусов, которые привели к важным открытиям.

«В этой статье, используя крупнозернистые модели, мы смогли успешно смоделировать образование SARS-CoV-2: N-белки конденсируют РНК с образованием компактного рибонуклеопротеинового комплекса, набора молекул, содержащих как белок, так и РНК. — сказал Занди. «Этот комплекс взаимодействует с белками М, встроенными в липидную мембрану».

Она добавила, что «почкование», когда часть мембраны начинает изгибаться, завершает формирование вируса. Модель, разработанная Занди и Ли, позволила им изучить механизмы олигомеризации белков , конденсации РНК структурными белками и взаимодействия клеточных мембран с белками. Это также позволило им предсказать факторы, контролирующие сборку вируса. 

«Наша работа раскрывает ключевые ингредиенты и компоненты, способствующие упаковке длинного генома SARS-CoV-2», — сказал Ли. «Экспериментальные исследования, касающиеся конкретной роли каждого из нескольких структурных белков, участвующих в формировании вирусных частиц, стремительно растут, но многие детали остаются неясными». 

По словам Занди, понимание, представленное в исследовательской статье, и сравнение результатов с результатами, наблюдаемыми экспериментально, могут предоставить некоторые из этих деталей и сообщить о разработке эффективных противовирусных препаратов для блокировки коронавирусов на стадии сборки. 

«Физические аспекты сборки коронавируса, изучаемые в рамках нашей модели, представляют интерес не только для ученых-физиков, начинающих применять методы, основанные на физике, для изучения оболочечных вирусов, но и для вирусологов, пытающихся определить ключевые белковые взаимодействия при сборке и почковании вируса. " она сказала. «Теперь мы лучше понимаем, какие взаимодействия важны для упаковки генома и формирования вируса. Это первый раз, когда нам удалось точно настроить взаимодействие между геномом и белками и одновременно добиться конденсации и сборки генома».

Фото: pixabay.com

Важно! Материал подготовлен на основании последних, научно проверенных и актуальных исследований в сфере медицины. Материал, подготовленный журналистом «Lenta.UA», носит исключительно информационный характер и не является призывом к действию или основой для установления медицинского диагноза. Все решения, касающиеся здоровья, должны быть обязательно согласованы с Вашим лечащим врачом, призываем обязательно обращаться к специалистам.