Суперкомпјутерске симулације у Националној лабораторији Лос Аламоса показале су да је Г облик САРС-ЦоВ-2, доминантног соја вируса који изазива ЦОВИД-19, мутирао у конформацију која му омогућава да се лакше веже за рецепторе домаћина, а да је истовремено и подложнији на антитела од оригиналног Д облика. Заслуге: Национална лабораторија Лос Аламоса
Доминантни протеин Г-форме Спике чешће 'подиже главу' да би се ухватио за рецепторе, али то га чини рањивијим на неутрализацију.
Суперкомпјутерске симулације великих размера на атомском нивоу показују да је доминантна варијанта Г облика ЦОВИД-19Вирус који изазива је инфективнији делом због своје веће способности да се лако веже за циљни рецептор домаћина у телу, у поређењу са другим варијантама. Ови резултати истраживања тима предвођеног Националном лабораторијом Лос Аламоса осветљавају механизам инфекције Г обликом и отпорности антитела на њега, што би могло помоћи у будућем развоју вакцине.
„Открили смо да интеракције између основних грађевних блокова протеина Спике постају симетричније у Г облику, и то му даје више могућности да се веже за рецепторе у домаћину — у нама“, рекао је Гнана Гнанакаран, одговарајући аутор књиге. рад објављен недавно у Наука аванси. „Али у исто време, то значи да га антитела могу лакше неутралисати. У суштини, варијанта подиже главу да се веже за рецептор, што даје антителима шансу да га нападну.
Истраживачи су знали да је варијанта, позната и као Д614Г, заразнија и да се може неутралисати антителима, али нису знали како. Симулирајући више од милион појединачних атома и захтевајући око 24 милиона ЦПУ сати рада суперкомпјутера, нови рад пружа детаље на молекуларном нивоу о понашању Спике-а ове варијанте.
Актуелне вакцине за САРС-ЦоВ-2, вирус који изазива ЦОВИД-19, засновани су на оригиналном Д614 облику вируса. Ово ново разумевање Г варијанте - најопсежније суперкомпјутерске симулације Г облика на атомском нивоу - могло би значити да нуди окосницу за будуће вакцине.
Тим је открио варијанту Д614Г почетком 2020. године, док је пандемија ЦОВИД-19 узрокована вирусом САРС-ЦоВ-2 јачала. Ови налази су објављени у Ћелија. Научници су приметили мутацију у протеину Спике. (У свим варијантама, Спике протеин даје вирусу карактеристичну корону.) Ова Д614Г мутација, названа по амино киселина на позицији 614 на геному САРС-ЦоВ-2 који је подвргнут супституцији аспарагинском киселином, преовладао је глобално у року од неколико недеља.
Спајкови протеини се везују за специфични рецептор који се налази у многим нашим ћелијама преко Спајковог домена за везивање рецептора, што на крају доводи до инфекције. То везивање захтева да домен везивања рецептора структурно пређе из затворене конформације, која се не може везати, у отворену конформацију, која може.
Симулације у овом новом истраживању показују да су интеракције између грађевних блокова Спикеа симетричније у новој варијанти Г облика од оних у оригиналном соју Д-облика. Та симетрија доводи до више вирусних шиљака у отвореној конформацији, тако да може лакше заразити особу.
Тим постдокторских сарадника из Лос Аламоса — Рејчел А. Мансбах (сада доцентица физике на Универзитету Конкордија), Срирупа Чакраборти и Киен Нгујен — водили су студију тако што су покренули вишеструке симулације две варијанте у микросекундама у обе конформације рецептор везујући домен да би се осветлило како Спајков протеин интерагује и са рецептором домаћина и са неутрализујућим антителима која могу помоћи у заштити домаћина од инфекције. Чланови истраживачког тима су такође били Бетте Корбер из Националне лабораторије Лос Аламос и Давид Ц. Монтефиори, са Института за хумане вакцине Дјука.
Тим захваљује Паулу Веберу, шефу институционалног рачунарства у Лос Аламосу, што је омогућио приступ суперкомпјутерима у Лабораторији за ово истраживање.
Референца: „САРС-ЦоВ-2 Спике варијанта Д614Г фаворизује отворено конформационо стање“ од Рацхаел А. Мансбацх, Срирупа Цхакраборти, Киен Нгуиен, Давид Ц. Монтефиори, Бетте Корбер, С. Гнанакаран, 16. април 2021, Сциенце Адванцес.
ДОИ: 10.1126 / сциадв.абф3671
Финансирање: Пројекат је подржан од стране Лос Аламос Лаборатори Дирецтед Ресеарцх анд Девелопмент пројекта 20200706ЕР, постдокторске стипендије директора и постдокторског програма Центра за нелинеарне студије у Лос Аламосу.
