אתר קשירת נוגדנים נשמר על פני גרסאות וירוס COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה-SARS-CoV-2

הועלה מחדש על ידי אפלטון

עוקב: 0

עמוד הבית > חדשות ועדכונים > אתר הקישור של נוגדנים נשמר על פני גרסאות נגיף COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה-SARS-CoV-2

צוות מחקר של פן סטייט מצא שחלבון N ב-SARS-CoV-2 נשמר בכל נגיף הקורונה המגיפה הקשור ל-SARS (למעלה, משמאל: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV, MERS). החלבון שונה מנגיפים אחרים, כמו אלו הגורמים להצטננות (למטה, משמאל: OC43, HKU1, NL63 ו-229E). קרדיט קלי לאב/פן סטייט

תקציר:
לחלבון זעיר של SARS-CoV-2, נגיף הקורונה שמוביל ל-COVID-19, עשויות להיות השלכות גדולות על טיפולים עתידיים, על פי צוות של חוקרים בפן סטייט.

אתר קשירת נוגדנים נשמר על-ידי גרסאות הנגיף COVID-19: לגילוי המבני עשויות להיות השלכות כיעד טיפולי בכל גרסאות ה- SARS-CoV-2.

University Park, PA | פורסם ב-9 באפריל, 2021

Using a novel toolkit of approaches, the scientists uncovered the first full structure of the Nucleocapsid (N) protein and discovered how antibodies from COVID-19 patients interact with that protein. They also determined that the structure appears similar across many coronaviruses, including recent COVID-19 variants — making it an ideal target for advanced treatments and vaccines. They reported their results in Nanoscale.

“We discovered new features about the N protein structure that could have large implications in antibody testing and the long-term effects of all SARS-related pandemic viruses,” said Deb Kelly, professor of biomedical engineering (BME), Huck Chair in Molecular Biophysics and director of the Penn State Center for Structural Oncology, who led the research. “Since it appears that the N protein is conserved across the variants of SARS-CoV-2 and SARS-CoV-1, therapeutics designed to target the N protein could potentially help knock out the harsher or lasting symptoms some people experience.”

Most of the diagnostic tests and available vaccines for COVID-19 were designed based on a larger SARS-CoV-2 protein — the Spike protein — where the virus attaches to healthy cells to begin the invasion process.

החיסונים של Pfizer/BioNTech ומודרנה תוכננו לעזור למקבלים לייצר נוגדנים המגנים מפני חלבון Spike. עם זאת, אמרה קלי, החלבון Spike יכול לעבור מוטציה בקלות, וכתוצאה מכך הווריאציות שהופיעו בבריטניה, דרום אפריקה, ברזיל וברחבי ארצות הברית.

Unlike the outer Spike protein, the N protein is encased in the virus, protected from environmental pressures that cause the Spike protein to change. In the blood, however, the N protein floats freely after it is released from infected cells. The free-roaming protein causes a strong immune response, leading to the production of protective antibodies. Most antibody-testing kits look for the N protein to determine if a person was previously infected with the virus — as opposed to diagnostic tests that look for the Spike protein to determine if a person is currently infected.

“Everyone is looking at the Spike protein, and there are fewer studies being performed on the N protein,” said Michael Casasanta, first author on the paper and a postdoctoral fellow in the Kelly laboratory. “There was this gap. We saw an opportunity — we had the ideas and the resources to see what the N protein looks like.”

בתחילה, החוקרים בחנו את רצפי החלבון N מבני אדם, כמו גם בעלי חיים שונים שנחשבו כמקורות פוטנציאליים למגיפה, כגון עטלפים, סבטות ופנגולינים. כולם נראו דומים אבל שונים באופן מובהק, לפי קאסנטה.

“The sequences can predict the structure of each of these N proteins, but you can’t get all the information from a prediction — you need to see the actual 3D structure,” Casasanta said. “We converged the technology to see a new thing in a new way.”

החוקרים השתמשו במיקרוסקופ אלקטרונים כדי לצלם הן את חלבון ה-N והן את האתר על חלבון ה-N שבו נוגדנים נקשרים, באמצעות סרום מחולי COVID-19, ופיתחו מודל ממוחשב תלת-ממדי של המבנה. הם גילו כי אתר הקישור של הנוגדנים נשאר זהה בכל דגימה, מה שהופך אותו למטרה פוטנציאלית לטיפול באנשים עם כל אחת מהוריאנטים המוכרים של COVID-3.

“If a therapeutic can be designed to target the N protein binding site, it might help reduce the inflammation and other lasting immune responses to COVID-19, especially in COVID long haulers,” Kelly said, referring to people who experience COVID-19 symptoms for six weeks or longer.

הצוות רכש חלבוני N מטוהרים, כלומר הדגימות הכילו רק חלבוני N, מ-RayBiotech Life ויישם אותם על שבבים שפותחו בשיתוף עם Protochips Inc. המיקרו-שבבים עשויים מסיליקון ניטריד, בניגוד לפחמן נקבובי מסורתי יותר, והם מכילים בארות דקות עם ציפויים מיוחדים המושכים את חלבוני ה-N אל פני השטח שלהם. לאחר ההכנה, הדגימות הוקפאו במהירות ונבדקו באמצעות מיקרוסקופ קריו-אלקטרון.

Kelly credited her team’s unique combination of microchips, thinner ice samples and Penn State’s advanced electron microscopes outfitted with state-of-the-art detectors, customized from the company Direct Electron, for delivering the highest-resolution visualization of low-weight molecules from SARS-CoV-2 so far.

“The technology combined resulted in a unique finding,” Kelly said. “Before, it was like trying to look at something frozen in the middle of the lake. Now, we’re looking at it through an ice cube. We can see smaller entities with many more details and higher accuracy.”

# # #

Casasanta and Kelly are both also affiliated with Penn State’s Materials Research Institute (MRI). Co-authors include G.M. Jonaid, BME and Bioinformatics and Genomics Graduate Program in Penn State’s Huck Institutes of the Life Sciences; Liam Kaylor and Maria J. Solares, BME and Molecular, Cellular, and Integrative Biosciences Graduate Program in the Huck Institutes of the Life Sciences; William Y. Luqiu, MRI and Department of Electrical and Computer Engineering at Duke University; Mariah Schroen, MRI; William J. Dearnaley, BME and MRI; Jared Wilson, RayBiotech Life; and Madeline J. Dukes, Protochips Inc.

המכון הלאומי לסרטן של המכונים הלאומיים לבריאות והמרכז לאונקולוגיה מבנית במכוני האק של מדעי החיים בפן סטייט מימנו עבודה זו.

####

לקבלת מידע נוסף, לחץ על כאן

ליצירת קשר:
מייגן לקטוס
814-865-5544

@penn_state

זכויות יוצרים © פן סטייט

אם יש לך תגובה בבקשה צרו קשר שלנו.

מנפיקי מהדורות חדשות, לא 7th Wave, Inc. או Nanotechnology Now, אחראים בלעדית לדיוק התוכן.

הפוך: