Вчені зробили відкриття, яке допоможе у розробці ефективних ліків від коронавірусу

Фізик із Каліфорнійського університету в Ріверсайді та її колишній аспірант вперше успішно змоделювали формування SARS-CoV-2, вірусу, який розповсюджує COVID-19.

У статті, опублікованій у журналі Viruses, Ройя Занді, професор фізики та астрономії UCR, і Сію Лі, науковий співробітник Лабораторії матеріалів озера Суншань у Китаї, пропонують загальне розуміння складання та формування SARS-CoV-2 із складових його компонентів.

"Розуміння складання вірусу завжди було ключовим кроком, що веде до терапевтичних стратегій", - сказав Занді. «Численні експерименти та моделювання вірусів, таких як ВІЛ та вірус гепатиту В, мали значний вплив на з'ясування їх складання та створення засобів боротьби з ними. Навіть найпростіші питання щодо освіти SARS-CoV-2 залишаються без відповіді».

Занді пояснив, що критичним етапом у життєвому циклі будь-якого вірусу є упаковка його геному в нові віріони чи вірусні частки. Це особливо складне завдання для коронавірусів, таких як SARS-CoV-2, з їх великими геномами РНК. Справді, коронавіруси мають найбільший геном, відомий вірусу, який використовує РНК як генетичний матеріал.

SARS-CoV-2 має чотири структурні білки: оболонка (E), мембрана (M), нуклеокапсид (N) та шип (S). Структурні білки M, E і N необхідні для збирання та формування вірусної оболонки - самого зовнішнього шару вірусу, який захищає вірус і сприяє проникненню в клітини-господарі. Цей процес відбувається на мембрані проміжного відділу ендоплазматичного ретикулуму Гольджі, або ERGIC, складної мембранної системи, що забезпечує ліпідну оболонку коронавірусу. Складання коронавірусів унікальне в порівнянні з багатьма іншими вірусами, оскільки цей процес відбувається на мембрані ERGIC.

У більшості обчислювальних досліджень на сьогоднішній день використовуються крупнозернисті моделі, в яких для імітації вірусних компонентів використовуються лише деталі, що належать до великих масштабів. За минулі роки крупнозернисті моделі пояснили кілька процесів збирання вірусів, що призвели до важливих відкриттів.

«У цій статті, використовуючи крупнозернисті моделі, ми змогли успішно змоделювати утворення SARS-CoV-2: N-білки конденсують РНК з утворенням компактного рибонуклеопротеїнового комплексу, набору молекул, що містять як білок, так і РНК. - сказав Занді. "Цей комплекс взаємодіє з білками М, вбудованими в ліпідну мембрану".

Вона додала, що "брунькування", коли частина мембрани починає згинатися, завершує формування вірусу. Модель, розроблена Занді та Лі, дозволила їм вивчити механізми олігомеризації білків, конденсації РНК структурними білками та взаємодії клітинних мембран з білками. Це також дозволило їм передбачити фактори, що контролюють збирання вірусу.

"Наша робота розкриває ключові інгредієнти та компоненти, що сприяють упаковці довгого геному SARS-CoV-2", - сказав Лі. «Експериментальні дослідження, що стосуються конкретної ролі кожного з кількох структурних білків, що беруть участь у формуванні вірусних частинок, стрімко зростають, але багато деталей залишаються неясними».

За словами Занді, розуміння, представлене в дослідницькій статті, та порівняння результатів із результатами, що спостерігаються експериментально, можуть надати деякі з цих деталей та повідомити про розробку ефективних противірусних препаратів для блокування коронавірусів на стадії збирання.

«Фізичні аспекти збирання коронавірусу, що вивчаються в рамках нашої моделі, становлять інтерес не тільки для вчених-фізиків, які починають застосовувати методи, засновані на фізиці, для вивчення оболонкових вірусів, але і для вірусологів, які намагаються визначити ключові білкові взаємодії при збиранні та брунькування вірусу. Вона сказала. «Тепер ми краще розуміємо, які взаємодії важливі для упаковки геному і формування вірусу. Це перший раз, коли нам вдалося точно налаштувати взаємодію між геномом і білками і одночасно домогтися конденсації та складання геному».

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.