Superkompiuterių modeliavimas atskleidžia, kaip daugiausia COVID-19 įtampa jungiasi su šeimininku, pasiduodama antikūnams

Kompiuterių modeliavimas Los Alamoso nacionalinėje laboratorijoje parodė, kad SARS-CoV-2, dominuojančios viruso padermės, sukeliančios COVID-19, G forma mutavo į konformaciją, kuri palengvina prisijungimą prie šeimininkų receptorių, o taip pat daugiau jautrūs antikūnams nei originali D forma. Kreditas: Los Alamoso nacionalinė laboratorija

Dominuojantys G formos smaigalio baltymai dažniau „suka galvą“, kad priliptų prie receptorių, tačiau tai daro juos labiau pažeidžiamus.

Didelio masto atominio lygio superkompiuterių modeliavimas rodo, kad dominuojantis G formos variantas COVID-19viruso priežastis yra labiau užkrečiama, iš dalies dėl didesnio gebėjimo lengvai prisijungti prie organizmo tikslinių dujų receptorių, palyginti su kitais variantais. Šios Los Alamoso nacionalinės laboratorijos komandos tyrimų išvados nurodo G formos infekcijų ir atsparumo antikūnams mechanizmus, o tai gali padėti ateityje sukurti vakciną.

“Mes nustatėme, kad sąveika tarp pagrindinių” Spike “baltymų blokų tampa simetriškesnė G forma, ir tai suteikia daugiau galimybių prisijungti prie priimančiosios receptorių – mumyse”, – sakė Gnana Gnanakaran, neseniai paskelbtą straipsnį Mokslo pažanga. “Tačiau tuo pačiu metu tai reiškia, kad antikūnai gali lengviau jį neutralizuoti. Iš esmės variantas pakelia galvą, kad prisijungtų prie receptoriaus, suteikdamas antikūnams galimybę jį užpulti. “

Mokslininkai žinojo, kad variantas, dar vadinamas D614G, yra labiau užkrečiamas ir gali būti neutralizuotas antikūnais, tačiau jie nežino, kaip. Daugiau nei milijono atskirų atomų ir maždaug 24 milijonų procesoriaus valandų simbolis reikalavo superkompiuterio laiko. Naujasis darbas siūlo molekulinį lygį apie šio varianto „Spike“ elgesį.

Dabartinės vakcinos nuo EARS-CoV-2, virusas, sukeliantis COVID-19, yra pagrįstas originalia D614 viruso forma. Šis naujas G varianto supratimas – plačiausias superkompiuterinis G formos modeliavimas atominiame lygmenyje – gali reikšti, kad jis yra pagrindas būsimoms vakcinacijoms.

Komanda atrado D614G variantą 2020 m. Pradžioje, nes SARS-CoV-2 viruso sukelta COVID-19 pandemija didėjo. Šios išvados buvo paskelbtos 2007 m Langelis. Mokslininkai pastebėjo Spike baltymo mutaciją. (Visais variantais būtent smaigalys suteikia virusui būdingą vainiką.) Ši D614G mutacija, pavadinta amino rūgštis 614 pozicijoje SARS-CoV-2 genomas, pakeistas asparto rūgštimi, per kelias savaites įgijo pranašumą visame pasaulyje.

Spike baltymai jungiasi prie specifinio receptoriaus, kurį daugelyje mūsų ląstelių randa Spike receptorių jungiantis domenas, o tai galiausiai sukelia infekciją. Tam susiejimui reikia, kad receptorius surišantis domenas struktūriškai pereitų nuo uždaros konformacijos, kuri negali prisijungti, prie atviros konformacijos, kuri gali.

Šio naujo tyrimo modeliavimas rodo, kad smaigalio sąveika yra simetriškesnė naujajame G formos variante nei pradinėje D formoje. Ta simetrija veda į daugiau virusinių nagų atviroje konformacijoje, kad ji galėtų lengviau užkrėsti žmogų.

Los Andželo universiteto podoktorantų – Rachaelio A. Mansbacho (šiuo metu Konkordijos universiteto fizikos docento), Srirupos Chakraborty ir Kieno Nguyeno – komanda vadovavo tyrimui, atlikdama kelis mikrosekundinius dviejų variantų modeliavimus abiejose receptorių surišimo sferose, kad iliustruotų. kaip smaigalio baltymas sąveikauja ir su šeimininko receptoriumi, ir su neutralizuojančiais antikūnais, kurie gali padėti apsaugoti šeimininką nuo infekcijos. Tyrimo grupės nariai taip pat buvo Bette Korber iš Los Alamoso nacionalinės laboratorijos ir Davidas C. Montefiori iš Duke’o žmogaus vakcinos instituto.

Komanda dėkoja Los Alamoso institucinės kompiuterijos vadovui Paului Weberiui už prieigą prie superkompiuterių laboratorijoje už šį tyrimą.

Nuoroda: „SARS-CoV-2 smaigalio variantas D614G palaiko atvirą konformacinę būseną“, autorius: Rachael A. Mansbach, Srirupa Chakraborty, Kien Nguyen, David C. Montefiori, Bette Korber, S. Gnanakaran, 2021 m. Balandžio 16 d., Mokslo pažanga.
DOI: 10.1126 / sciadv.abf3671

Finansavimas: Projektą rėmė Los Alamos laboratorijos nukreiptų tyrimų ir plėtros projektas 20200706ER, direktoriaus postdoktorantūros draugija ir Nelinijinių studijų centro podoktorų programos Los Alamos mieste projektas.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Kokia tavo pirmoji idėja? Remiantis naujais tyrimais, galėtų prasidėti pustrečio amžiaus

Naujas tyrimas ir dešimtmečių duomenų apžvalga laikrodžio atmintį nustūmė už metų ribų, tačiau tyrimas įrodo, kad visi yra skirtingi. Naujas tyrimas rodo, kad vidutiniškai pirmojo...

Naujasis „Ultrathin Liquid Liquid Crystal Metalens“ siūlo elektrinį padidinimą

Cornell հայ „Samsung“ inžinierių sukurtas ultragarso, elektra valdomų metalų konceptualus perteikimas. Paskola Danieliui Schilkinui Kornelio taikomosios inžinerijos mokyklos tyrėjai's „Samsung“ pirmaujantis technologijų institutas sukūrė...

Naujos keistų, išnykusių driežų rūšys – tokios keistos, kad buvo neteisingai identifikuotos kaip dinozauras su kolibriu

„Oculudentavis naga“, kaip pavaizduota šio menininko rekonstrukcijoje, buvo keistas driežas, kurį tyrėjai iš pradžių sunkiai skirstė į kategorijas. Jie vis dar nėra tikri...

Kavos mėgėjai, mėgaukitės! Gausus kavos vartojimas susijęs su sumažėjusia širdies nepakankamumo rizika

Tyrimo ataskaita: Išanalizavus tris pagrindinius širdies ligų tyrimus nustatyta, kad geriant vieną ar daugiau kavos su kofeinu puodelių buvo sumažinta širdies nepakankamumo rizika. Kavos be kofeino...

Atominė dalelė paversta antiteze ir pirmą kartą atvirkštinė nepaprasto eksperimento metu.

Fizikų komanda, įskaitant Warwick universitetą, įrodė, kad subatominės dalelės gali virsti ego antagonistais ir vėl grįžti į naują atradimą, ką tik atskleistą praėjusią savaitę. „Šis...

Newsletter

Subscribe to stay updated.