一部の新型コロナウイルス変異株が他の変異株より毒性が強い理由は物理的な力で説明される – Physics World

感染時のSARS-CoV-2ウイルス上のスパイクタンパク質とヒト細胞上のその受容体との間の結合の機械的安定性に関する新しい研究により、オミクロンやデルタなどのウイルス変異体の結合安定性の違いが明らかになった。オランダ、ドイツ、米国の研究者らによる今回の発見は、一部の亜種が他の亜種よりも早く広まった理由を説明するのに役立つ可能性がある。

COVID-2 の原因となるウイルスである SARS-CoV-19 には、エンベロープ (E)、エンベロープ (E)、エンベロープ (E) の XNUMX つの構造タンパク質が含まれています。膜(M);ヌクレオカプシド (N);そしてスパイク(S)。 M、E、S タンパク質は、ウイルスが宿主細胞に侵入するメカニズムを含め、ウイルスの最外層を組み立てて形成するのに不可欠です。一方、Nタンパク質はウイルスの遺伝情報をカプセル化しています。

磁気ピンセット技術

新作では物理学者率いるチームが ヤン・リップフェルト of オランダのユトレヒト大学 彼らは、磁気ピンセットと呼ばれる高感度技術を使用して、人間の気道の条件を模倣した条件下で、SARS-CoV-2 ウイルスの化学結合の生体力学的特性を研究しました。彼らのアッセイでは、ウイルスの受容体結合ドメイン（本質的にはスパイクタンパク質の先端）とACE2として知られる細胞外ドメイン（ウイルスの細胞受容体であり、ヒト細胞への重要な侵入点）を組み合わせたタンパク質構築物を使用する。これら XNUMX つのコンポーネントは、柔軟なペプチド リンカーを介して接続されています。

「さらに、私たちの構築物は、一端で表面に、もう一端で小さな磁気ビーズに結合するペプチドタグを特徴としています」とリップフェルト氏は説明します。 「この構造を使用すると、細胞受容体に結合したウイルスタンパク質の界面に、正確に調整された力を加えることができます。」

2つの結合パートナーはリンカーで接続されているため、結合が切れた後に再結合する可能性があると同氏は付け加えた。 「これにより、さまざまな力での相互作用を何度も研究することができます。」

より強力な結合

研究者らは、すべての主要なSARS-CoV-2変異体（アルファ、ベータ、ガンマ、デルタ、オミクロンを含む）が元の株よりもヒト細胞に対する結合親和性が高い一方で、アルファ変異体の結合は特に機械的に安定していることを発見した。これは、ウイルスに対する事前の免疫がほとんどまたはまったくない集団で、2020年末から2021年初めにかけてこれほど急速に感染が広がった理由を説明できる可能性がある。

しかし、彼らはまた、より最近のデルタとオミクロンの変異体が必ずしも他の変異体よりも強く結合するわけではないことも発見しました。これは、どの変異体がより蔓延する可能性があるかを予測する際には、他のプロセスを考慮する必要があることを意味します。

リップフェルト氏らは、パンデミック初期の最初のアイデアは、力の分光法を使ってコロナウイルスがどのように細胞に結合するかを研究することであったと述べている。 「2020 年 2020 月と XNUMX 月、私たちは生物物理学の専門知識が世界的なパンデミックとの戦いにどのように役立つのかと考えていました」とリップフェルト氏は説明します。 「私たちが最初のアッセイの開発に取り組んでいる間、それはXNUMX年秋のプレプリントで詳細に説明され、最終的には PNAS、懸念されるさまざまな亜種が出現し、世界中に広がりました。このため、当然のことながら、私たちのアッセイが変異体の違いを調べるためにも使用できるかどうかという疑問が生じました。」

チームには、次の国の科学者も含まれています。 LMUミュンヘン と ミュンヘン工科大学, スタンフォード大学 ワシントン大学 および オーバーン大学は、そのアッセイと方法論を使用して、突然変異の影響を詳細に理解し、将来的には新しい変異体を予測することさえできればと考えています。これにより、最新のワクチンを開発することでウイルスの先を行くことができる可能性がある、と彼らは言う。

「私たちはまた、予測および観察されたコロナウイルスの新しい変異種をテストするために私たちの方法を使用したいと考えています。」とリップフェルト氏は述べた。 Physics World に語る。 「さらに、私たちのアプローチは宿主と病原体の相互作用をより一般的に理解する上で非常に価値があると考えています。」

彼らの研究は、 自然ナノテクノロジー.

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• 情報源： https://physicsworld.com/a/physical-forces-explain-why-some-covid-variants-are-more-virulent-than-others/