Superrekenaarsimulasies by Los Alamos Nasionale Laboratorium het getoon dat die G-vorm van SARS-CoV-2, die dominante stam van die virus wat COVID-19 veroorsaak, gemuteer het na 'n konformasie wat dit toelaat om makliker aan gasheerreseptore te heg, terwyl dit ook meer vatbaar is. teenliggaampies as die oorspronklike D-vorm. Krediet: Los Alamos Nasionale Laboratorium
Dominante G-vorm Spike-proteïen 'sit sy kop op' meer gereeld om aan reseptore te heg, maar dit maak dit meer kwesbaar vir neutralisasie.
Grootskaalse superrekenaarsimulasies op atoomvlak toon dat die dominante G-vormvariant van die Covid-19-veroorsakende virus is meer aansteeklik, deels vanweë sy groter vermoë om geredelik aan sy teikengasheerreseptor in die liggaam te bind, in vergelyking met ander variante. Hierdie navorsingsresultate van 'n Los Alamos Nasionale Laboratorium-geleide span belig die meganisme van beide infeksie deur die G-vorm en teenliggaamweerstand daarteen, wat kan help met toekomstige entstofontwikkeling.
"Ons het gevind dat die interaksies tussen die basiese boublokke van die Spike-proteïen meer simmetries word in die G-vorm, en dit gee dit meer geleenthede om aan die reseptore in die gasheer te bind - in ons," sê Gnana Gnanakaran, ooreenstemmende skrywer van die koerant gepubliseer onlangs in Wetenskap Voorskotte. "Maar terselfdertyd beteken dit dat teenliggaampies dit makliker kan neutraliseer. In wese sit die variant sy kop op om aan die reseptor te bind, wat teenliggaampies die kans gee om dit aan te val.”
Navorsers het geweet dat die variant, ook bekend as D614G, meer aansteeklik is en deur teenliggaampies geneutraliseer kan word, maar hulle het nie geweet hoe nie. Die nuwe werk, wat meer as 'n miljoen individuele atome simuleer en ongeveer 24 miljoen SVE-ure se superrekenaartyd benodig, verskaf detail op molekulêre vlak oor die gedrag van hierdie variant se Spike.
Huidige entstowwe vir SARS-COV-2, die virus wat COVID-19 veroorsaak, is gebaseer op die oorspronklike D614-vorm van die virus. Hierdie nuwe begrip van die G-variant - die mees uitgebreide superrekenaarsimulasies van die G-vorm op atoomvlak - kan beteken dat dit 'n ruggraat bied vir toekomstige entstowwe.
Die span het die D614G-variant vroeg in 2020 ontdek, aangesien die COVID-19-pandemie wat deur die SARS-CoV-2-virus veroorsaak is, besig was om toe te neem. Hierdie bevindings is gepubliseer in Cell. Wetenskaplikes het 'n mutasie in die Spike-proteïen waargeneem. (In alle variante is dit die Spike-proteïen wat die virus sy kenmerkende korona gee.) Hierdie D614G-mutasie, vernoem na die amino suur op posisie 614 op die SARS-CoV-2-genoom wat 'n vervanging van asparaginsuur ondergaan het, het binne 'n kwessie van weke wêreldwyd geseëvier.
Die Spike-proteïene bind aan 'n spesifieke reseptor wat in baie van ons selle gevind word deur die Spike se reseptorbindingsdomein, wat uiteindelik tot infeksie lei. Daardie binding vereis dat die reseptorbindingsdomein struktureel oorgaan van 'n geslote konformasie, wat nie kan bind nie, na 'n oop konformasie, wat kan.
Die simulasies in hierdie nuwe navorsing toon dat interaksies tussen die boublokke van die Spike meer simmetries is in die nuwe G-vorm variant as dié in die oorspronklike D-vorm stam. Daardie simmetrie lei tot meer virale spykers in die oop bouvorm, so dit kan 'n persoon makliker besmet.
'n Span postdoktorale genote van Los Alamos - Rachael A. Mansbach (nou assistent-professor in Fisika aan die Concordia Universiteit), Srirupa Chakraborty en Kien Nguyen - het die studie gelei deur verskeie mikrosekondes-simulasies van die twee variante in beide konformasies van die reseptorbindingsdomein om te verlig hoe die Spike-proteïen in wisselwerking tree met beide die gasheerreseptor en met die neutraliserende teenliggaampies wat kan help om die gasheer teen infeksie te beskerm. Die lede van die navorsingspan het ook Bette Korber van Los Alamos Nasionale Laboratorium, en David C. Montefiori, van Duke Human Vaccine Institute ingesluit.
Die span bedank Paul Weber, hoof van Institusionele Rekenaarkunde by Los Alamos, vir die verskaffing van toegang tot die superrekenaars by die Laboratorium vir hierdie navorsing.
Verwysing: "Die SARS-CoV-2 Spike-variant D614G bevoordeel 'n oop konformasiestaat" deur Rachael A. Mansbach, Srirupa Chakraborty, Kien Nguyen, David C. Montefiori, Bette Korber, S. Gnanakaran, 16 April 2021, Wetenskap vooruitgang.
DOI: 10.1126 / sciadv.abf3671
Befondsing: Die projek is ondersteun deur Los Alamos-laboratoriumgerigte navorsings- en ontwikkelingsprojek 20200706ER, Direkteur se Nadoktorale genootskap, en die Sentrum vir Nie-lineêre Studies Nadoktorale Program by Los Alamos.
