भौतिक शक्तियाँ बताती हैं कि क्यों कुछ कोविड वैरिएंट दूसरों की तुलना में अधिक विषैले हैं - फिजिक्स वर्ल्ड

भौतिक शक्तियाँ बताती हैं कि क्यों कुछ कोविड वैरिएंट दूसरों की तुलना में अधिक विषैले हैं - फिजिक्स वर्ल्ड

टाइम स्टैम्प: 30 जनवरी, 2024 सुबह 4:00 बजे
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कलाकार की छवि एक तरल अशांत वातावरण में मानव कोशिकाओं के साथ बातचीत करते हुए कई वायरस दिखाती है
एक तरल अशांत वातावरण में मानव कोशिकाओं के साथ बातचीत करने वाले कई वायरस का चित्रण। (सौजन्य: कम्प्यूटेशनल बायोफिज़िक्स ग्रुप - ऑबर्न यूनिवर्सिटी)

संक्रमण के दौरान SARS-CoV-2 वायरस पर स्पाइक प्रोटीन और मानव कोशिकाओं पर इसके रिसेप्टर्स के बीच बांड की यांत्रिक स्थिरता पर एक नए अध्ययन से ओमिक्रॉन और डेल्टा जैसे वायरल वेरिएंट की बाइंडिंग स्थिरता में अंतर का पता चला है। नीदरलैंड, जर्मनी और अमेरिका के शोधकर्ताओं की खोज यह समझाने में मदद कर सकती है कि क्यों कुछ प्रकार दूसरों की तुलना में अधिक तेज़ी से फैलते हैं।

SARS-CoV-2, जो कि COVID-19 के लिए जिम्मेदार वायरस है, में चार संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं: लिफाफा (E); झिल्ली (एम); न्यूक्लियोकैप्सिड (एन); और स्पाइक (एस)। एम, ई और एस प्रोटीन वायरस की सबसे बाहरी परत को इकट्ठा करने और बनाने के लिए महत्वपूर्ण हैं, जिसमें वह तंत्र भी शामिल है जिसके द्वारा वायरस मेजबान कोशिकाओं में प्रवेश करता है। इस बीच, एन प्रोटीन, वायरस की आनुवंशिक जानकारी को समाहित करता है।

चुंबकीय चिमटी तकनीक

नए काम में, भौतिक विज्ञानी के नेतृत्व में एक टीम जान लिपफर्ट of नीदरलैंड में यूट्रेक्ट विश्वविद्यालय मानव श्वसन पथ की नकल करने वाली परिस्थितियों में SARS-CoV-2 वायरस में रासायनिक बंधों के बायोमैकेनिकल गुणों का अध्ययन करने के लिए चुंबकीय चिमटी नामक एक अत्यधिक संवेदनशील तकनीक का उपयोग किया गया। उनका परीक्षण एक प्रोटीन निर्माण का उपयोग करता है जो वायरस के रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन (अनिवार्य रूप से स्पाइक प्रोटीन की नोक) और एसीई 2 (वायरस के सेलुलर रिसेप्टर और मानव कोशिकाओं में एक प्रमुख प्रवेश बिंदु) के रूप में जाना जाने वाला बाह्य कोशिकीय डोमेन को जोड़ता है। ये दोनों घटक एक लचीले पेप्टाइड लिंकर के माध्यम से जुड़े हुए हैं।

लिपफर्ट बताते हैं, "इसके अलावा, हमारे निर्माण में इसे एक छोर से सतह पर और एक छोर से एक छोटे चुंबकीय मनके से जोड़ने के लिए पेप्टाइड टैग की सुविधा है।" "इस निर्माण का उपयोग करके, हम इसके सेलुलर रिसेप्टर से जुड़े वायरस प्रोटीन के इंटरफ़ेस पर सटीक रूप से कैलिब्रेटेड बल लागू कर सकते हैं।"

उन्होंने आगे कहा, चूंकि दो बाइंडिंग पार्टनर एक लिंकर से जुड़े हुए हैं, इसलिए वे बांड टूटने के बाद फिर से जुड़ सकते हैं। "यह हमें अलग-अलग ताकतों पर बार-बार होने वाली बातचीत का अध्ययन करने की अनुमति देता है।"

मजबूत बंधन

शोधकर्ताओं ने पाया कि जबकि सभी प्रमुख SARS-CoV-2 वेरिएंट (अल्फा, बीटा, गामा, डेल्टा और ओमिक्रॉन सहित) में मूल स्ट्रेन की तुलना में मानव कोशिकाओं के लिए उच्च बाध्यकारी संबंध है, अल्फा वेरिएंट का बंधन विशेष रूप से यांत्रिक रूप से स्थिर है। यह समझा सकता है कि यह 2020 के अंत और 2021 की शुरुआत में उन आबादी में इतनी तेज़ी से क्यों फैला, जिनमें वायरस के प्रति बहुत कम या कोई पूर्व प्रतिरक्षा नहीं थी।

हालाँकि, उन्होंने यह भी पाया कि हाल के डेल्टा और ओमीक्रॉन वेरिएंट जरूरी नहीं कि दूसरों की तुलना में अधिक मजबूती से बंधे हों, जिसका अर्थ है कि भविष्यवाणी करते समय अन्य प्रक्रियाओं पर विचार किया जाना चाहिए कि कौन सा वेरिएंट अधिक प्रचलित हो सकता है।

लिपफर्ट और सहकर्मियों का कहना है कि महामारी की शुरुआत में उनका प्रारंभिक विचार यह अध्ययन करने के लिए बल स्पेक्ट्रोस्कोपी का उपयोग करना था कि कोरोनोवायरस कोशिकाओं से कैसे जुड़ता है। लिपफर्ट बताते हैं, "फरवरी और मार्च 2020 में, हम सोच रहे थे कि बायोफिज़िक्स में हमारी विशेषज्ञता वैश्विक महामारी से लड़ने में कैसे मदद कर सकती है।" “जब हम पहली परख विकसित करने पर काम कर रहे थे, जिसे शरद ऋतु 2020 में एक प्रीप्रिंट में विस्तृत किया गया था और अंत में प्रकाशित किया गया था PNASचिंता के विभिन्न रूप उभरे और दुनिया भर में फैल गए। इसने स्वाभाविक रूप से हमें यह सवाल पूछने के लिए प्रेरित किया कि क्या हमारी परख का उपयोग वेरिएंट के बीच अंतर की जांच के लिए भी किया जा सकता है।”

टीम, जिसमें वैज्ञानिक भी शामिल हैं LMU म्यूनिख और म्यूनिख की तकनीकी विश्वविद्यालय, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय, वाशिंगटन विश्वविद्यालय और ऑबर्न विश्वविद्यालय, उत्परिवर्तन के प्रभावों को विस्तार से समझने और यहां तक ​​​​कि भविष्य में नए वेरिएंट की भविष्यवाणी करने के लिए अपनी परख और कार्यप्रणाली का उपयोग करने की उम्मीद करता है। उनका कहना है कि इससे हमें अद्यतन टीके विकसित करके वायरस से आगे रहने में मदद मिल सकती है।

लिपफर्ट ने कहा, "हम कोरोना वायरस के पूर्वानुमानित और देखे गए नए वेरिएंट का परीक्षण करने के लिए भी अपनी पद्धति का उपयोग करना चाहेंगे।" फिजिक्स वर्ल्ड बताता है. "इसके अलावा, हमारा मानना ​​​​है कि मेजबान-रोगज़नक़ इंटरैक्शन को अधिक सामान्यतः समझने के लिए हमारा दृष्टिकोण बहुत मूल्यवान हो सकता है।"

उनका अध्ययन प्रकाशित हुआ है प्रकृति नैनो प्रौद्योगिकी.

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