نیروهای فیزیکی توضیح می‌دهند که چرا برخی از انواع کووید خطرناک‌تر از سایرین هستند - Physics World

یک مطالعه جدید بر روی پایداری مکانیکی پیوندهای بین پروتئین اسپایک در ویروس SARS-CoV-2 و گیرنده‌های آن بر روی سلول‌های انسانی در طول عفونت، تفاوت‌هایی را در پایداری اتصال انواع ویروسی مانند Omicron و Delta نشان داده است. یافته های محققان هلند، آلمان و ایالات متحده می تواند به توضیح اینکه چرا برخی از گونه ها سریعتر از سایرین گسترش می یابند، کمک کند.

SARS-CoV-2، ویروس مسئول COVID-19، حاوی چهار پروتئین ساختاری است: پاکت (E)؛ غشاء (M)؛ نوکلئوکپسید (N); و سنبله (S). پروتئین های M، E و S برای مونتاژ و تشکیل خارجی ترین لایه ویروس، از جمله مکانیسم هایی که توسط آن ویروس وارد سلول های میزبان می شود، حیاتی هستند. در همین حال، پروتئین N، اطلاعات ژنتیکی ویروس را محصور می کند.

تکنیک موچین مغناطیسی

در کار جدید، تیمی به رهبری فیزیکدان یان لیپفرت of دانشگاه اوترخت در هلند از یک تکنیک بسیار حساس به نام موچین مغناطیسی برای مطالعه خواص بیومکانیکی پیوندهای شیمیایی در ویروس SARS-CoV-2 در شرایطی استفاده کرد که شبیه به دستگاه تنفسی انسان است. آزمایش آنها از یک ساختار پروتئینی استفاده می کند که دامنه اتصال گیرنده ویروس (در اصل نوک پروتئین سنبله) و دامنه خارج سلولی معروف به ACE2 (گیرنده سلولی ویروس و نقطه ورود کلیدی به سلول های انسانی) را ترکیب می کند. این دو جزء از طریق یک پیوند دهنده پپتیدی انعطاف پذیر به هم متصل می شوند.

لیپفرت توضیح می‌دهد: «به‌علاوه، ساختار ما دارای برچسب‌های پپتیدی است که آن را با یک سر به یک سطح و با یک سر به یک مهره مغناطیسی کوچک متصل می‌کند». با استفاده از این ساختار، ما می‌توانیم نیروهای دقیقاً کالیبره‌شده را به رابط پروتئین ویروس متصل به گیرنده سلولی آن اعمال کنیم.»

او می افزاید، از آنجایی که دو شریک اتصال با یک پیوند دهنده به هم متصل هستند، می توانند پس از شکسته شدن پیوند دوباره باند شوند. این به ما امکان می‌دهد تا بارها و بارها تعاملات را در نیروهای مختلف مطالعه کنیم.»

اتصال قوی تر

محققان دریافتند که در حالی که همه انواع اصلی SARS-CoV-2 (از جمله آلفا، بتا، گاما، دلتا و Omicron) میل پیوندی بالاتری نسبت به سویه اصلی به سلول‌های انسانی دارند، اتصال نوع آلفا به ویژه از نظر مکانیکی پایدار است. این می تواند توضیح دهد که چرا در اواخر سال 2020 و اوایل سال 2021، در جمعیت هایی که ایمنی قبلی نسبت به ویروس داشتند یا اصلاً ایمنی نداشتند، به سرعت گسترش یافت.

با این حال، آنها همچنین دریافتند که انواع جدیدتر Delta و Omicron لزوماً قوی‌تر از سایرین به هم متصل نمی‌شوند، به این معنی که هنگام پیش‌بینی اینکه کدام گونه‌ها ممکن است رایج‌تر شوند، فرآیندهای دیگر باید در نظر گرفته شوند.

لیپفرت و همکارانش می‌گویند که ایده اولیه آن‌ها، در اوایل همه‌گیری، استفاده از طیف‌سنجی نیرو برای مطالعه نحوه اتصال ویروس کرونا به سلول‌ها بود. لیپفرت توضیح می دهد: "در فوریه و مارس 2020، ما متعجب بودیم که چگونه تخصص ما در بیوفیزیک می تواند به مبارزه با همه گیری جهانی کمک کند." «در حالی که ما روی توسعه اولین سنجش کار می‌کردیم، که در یک پیش‌چاپ در پاییز 2020 به تفصیل شرح داده شد و در نهایت در PNAS، انواع مختلف نگرانی پدیدار شد و در سراسر جهان گسترش یافت. این به طور طبیعی ما را بر آن داشت تا این سوال را بپرسیم که آیا روش ما می تواند برای بررسی تفاوت بین انواع نیز مورد استفاده قرار گیرد.

این تیم، که شامل دانشمندانی از LMU مونیخ و دانشگاه فنی مونیخ, دانشگاه استنفورداز دانشگاه واشنگتن و دانشگاه اوبرون، امیدوار است از روش و روش خود برای درک دقیق اثرات جهش ها و حتی برای پیش بینی انواع جدید در آینده استفاده کند. آنها می گویند که این می تواند به ما کمک کند تا با توسعه واکسن های به روز از ویروس جلوتر بمانیم.

لیپفرت می گوید: «ما همچنین می خواهیم از روش خود برای آزمایش انواع پیش بینی شده و مشاهده شده جدید کروناویروس استفاده کنیم. به دنیای فیزیک می گوید. "علاوه بر این، ما معتقدیم رویکرد ما می تواند برای درک بیشتر تعاملات میزبان و پاتوژن به طور کلی بسیار ارزشمند باشد."

مطالعه آنها در منتشر شده است نانوتکنولوژی طبیعت.

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai. به خودت قدرت بده دسترسی به اینجا.
• PlatoAiStream. هوش وب 3 دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• PlatoESG. کربن ، CleanTech، انرژی، محیط، خورشیدی، مدیریت پسماند دسترسی به اینجا.
• PlatoHealth. هوش بیوتکنولوژی و آزمایشات بالینی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/physical-forces-explain-why-some-covid-variants-are-more-virulent-than-others/