Ipinakita ng mga supercomputer simulation sa Los Alamos National Laboratory na ang G form ng SARS-CoV-2, ang nangingibabaw na strain ng virus na nagdudulot ng COVID-19, ay na-mutate sa isang conform na nagbibigay-daan dito upang mas madaling ma-attach sa mga host receptor, habang mas madaling kapitan. sa mga antibodies kaysa sa orihinal na D form. Pinasasalamatan: Los Alamos National Laboratory
Ang nangingibabaw na G-form na Spike na protina ay 'naglalagay ng ulo' nang mas madalas upang kumapit sa mga receptor, ngunit ginagawa nitong mas mahina sa neutralisasyon.
Ang malakihang supercomputer simulation sa atomic level ay nagpapakita na ang nangingibabaw na G form na variant ng Covid-19-Ang sanhi ng virus ay mas nakakahawa dahil sa mas malaking kakayahan nitong madaling magbigkis sa target na host receptor nito sa katawan, kumpara sa iba pang mga variant. Ang mga resulta ng pananaliksik na ito mula sa isang Los Alamos National Laboratory na pinamumunuan ng koponan ay nagbibigay-liwanag sa mekanismo ng parehong impeksyon ng form na G at resistensya ng antibody laban dito, na maaaring makatulong sa pagbuo ng bakuna sa hinaharap.
"Nalaman namin na ang mga pakikipag-ugnayan sa mga pangunahing bloke ng gusali ng Spike na protina ay nagiging mas simetriko sa G form, at nagbibigay ito ng mas maraming pagkakataon na magbigkis sa mga receptor sa host - sa amin," sabi ni Gnana Gnanakaran, kaukulang may-akda ng papel na inilathala kamakailan sa Paglago Science. "Ngunit sa parehong oras, nangangahulugan iyon na ang mga antibodies ay mas madaling ma-neutralize ito. Sa esensya, inilalagay ng variant ang ulo nito upang magbigkis sa receptor, na nagbibigay ng pagkakataon sa mga antibodies na atakehin ito."
Alam ng mga mananaliksik na ang variant, na kilala rin bilang D614G, ay mas nakakahawa at maaaring neutralisahin ng mga antibodies, ngunit hindi nila alam kung paano. Ginagaya ang higit sa isang milyong indibidwal na atom at nangangailangan ng humigit-kumulang 24 milyong oras ng CPU ng supercomputer time, ang bagong gawain ay nagbibigay ng detalye sa antas ng molekular tungkol sa gawi ng Spike ng variant na ito.
Mga kasalukuyang bakuna para sa SARS-CoV-2, ang virus na nagdudulot ng COVID-19, ay batay sa orihinal na D614 na anyo ng virus. Ang bagong pag-unawa sa variant ng G — ang pinakamalawak na supercomputer simulation ng G form sa atomic level — ay maaaring mangahulugan na nag-aalok ito ng backbone para sa mga hinaharap na bakuna.
Natuklasan ng team ang variant ng D614G noong unang bahagi ng 2020, dahil lumalakas ang pandemya ng COVID-19 na dulot ng SARS-CoV-2 virus. Ang mga natuklasan na ito ay nai-publish sa Selda. Napagmasdan ng mga siyentipiko ang isang mutation sa protina ng Spike. (Sa lahat ng variant, ito ay ang Spike protein na nagbibigay sa virus ng katangian nitong corona.) Ang D614G mutation na ito, na pinangalanan para sa amino asido sa posisyon 614 sa SARS-CoV-2 genome na sumailalim sa pagpapalit mula sa aspartic acid, ay nanaig sa buong mundo sa loob ng ilang linggo.
Ang mga protina ng Spike ay nagbibigkis sa isang partikular na receptor na matatagpuan sa marami sa ating mga cell sa pamamagitan ng domain na nagbubuklod ng receptor ng Spike, na humahantong sa impeksyon. Ang binding na iyon ay nangangailangan ng receptor binding domain na lumipat sa istruktura mula sa isang closed conformation, na hindi makakapag-bind, sa isang open conformation, na maaari.
Ang mga simulation sa bagong pananaliksik na ito ay nagpapakita na ang mga pakikipag-ugnayan sa mga building block ng Spike ay mas simetriko sa bagong G-form na variant kaysa sa mga nasa orihinal na D-form na strain. Ang simetrya na iyon ay humahantong sa mas maraming viral na mga Spike sa open conformation, kaya mas madaling mahawahan nito ang isang tao.
Isang pangkat ng mga postdoctoral fellow mula sa Los Alamos — Rachael A. Mansbach (ngayon ay assistant professor ng Physics sa Concordia University), Srirupa Chakraborty, at Kien Nguyen — ang nanguna sa pag-aaral sa pamamagitan ng pagpapatakbo ng maramihang microsecond-scale simulation ng dalawang variant sa parehong conformation ng receptor binding domain upang ipaliwanag kung paano nakikipag-ugnayan ang Spike protein sa host receptor at sa mga neutralizing antibodies na makakatulong na protektahan ang host mula sa impeksyon. Kasama rin sa mga miyembro ng research team sina Bette Korber ng Los Alamos National Laboratory, at David C. Montefiori, ng Duke Human Vaccine Institute.
Nagpapasalamat ang koponan kay Paul Weber, pinuno ng Institutional Computing sa Los Alamos, sa pagbibigay ng access sa mga supercomputer sa Laboratory para sa pananaliksik na ito.
Sanggunian: “Pinapaboran ng variant ng SARS-CoV-2 Spike na D614G ang isang open conformational state” ni Rachael A. Mansbach, Srirupa Chakraborty, Kien Nguyen, David C. Montefiori, Bette Korber, S. Gnanakaran, 16 Abril 2021, Mga Pagsulong sa Agham.
DOI: 10.1126 / sciadv.abf3671
Pagpopondo: Ang proyekto ay suportado ng Los Alamos Laboratory Directed Research and Development project 20200706ER, Postdoctoral fellowship ng Direktor, at Center of Nonlinear Studies Postdoctoral Program sa Los Alamos.
