Hjemprodukt > Press > Antistoffbindingssted bevart på tvers av COVID-19-virusvarianter: Den strukturelle avsløringen kan ha implikasjoner som et terapeutisk mål i alle SARS-CoV-2-varianter
Et forskningsteam fra Penn State fant at N-proteinet på SARS-CoV-2 er bevart på tvers av alle SARS-relaterte pandemiske koronavirus (øverst fra venstre: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV, MERS). Proteinet skiller seg fra andre koronavirus, for eksempel de som forårsaker forkjølelse (nederst, fra venstre: OC43, HKU1, NL63 og 229E). KREDITT Kelly Lab/Penn State |
Abstrakt:
Et lite protein av SARS-CoV-2, koronaviruset som gir opphav til COVID-19, kan ha store implikasjoner for fremtidige behandlinger, ifølge et team av Penn State-forskere.
Antistoffbindingssted konservert på tvers av COVID-19-virusvarianter: Den strukturelle avsløringen kan ha implikasjoner som et terapeutisk mål i alle SARS-CoV-2-varianter
University Park, PA | Lagt ut 9. april 2021
Ved å bruke et nytt verktøysett med tilnærminger, avdekket forskerne den første fullstendige strukturen til Nucleocapsid (N)-proteinet og oppdaget hvordan antistoffer fra COVID-19-pasienter interagerer med dette proteinet. De fastslo også at strukturen ser lik ut på tvers av mange koronavirus, inkludert nyere COVID-19-varianter – noe som gjør den til et ideelt mål for avanserte behandlinger og vaksiner. De rapporterte resultatene sine i Nanoscale.
"Vi oppdaget nye funksjoner om N-proteinstrukturen som kan ha store implikasjoner i antistofftesting og de langsiktige effektene av alle SARS-relaterte pandemiske virus," sa Deb Kelly, professor i biomedisinsk ingeniørfag (BME), Huck Chair in Molecular Biophysics og direktør for Penn State Center for Structural Oncology, som ledet forskningen. "Siden det ser ut til at N-proteinet er bevart på tvers av variantene av SARS-CoV-2 og SARS-CoV-1, kan terapeutiske midler designet for å målrette mot N-proteinet potensielt bidra til å slå ut de tøffere eller varige symptomene noen mennesker opplever."
De fleste av de diagnostiske testene og tilgjengelige vaksiner for COVID-19 ble designet basert på et større SARS-CoV-2-protein – Spike-proteinet – der viruset fester seg til friske celler for å starte invasjonsprosessen.
Pfizer/BioNTech- og Moderna-vaksinene ble utviklet for å hjelpe mottakere med å produsere antistoffer som beskytter mot Spike-proteinet. Kelly sa imidlertid at Spike-proteinet lett kan mutere, noe som resulterer i variantene som har dukket opp i Storbritannia, Sør-Afrika, Brasil og over hele USA.
I motsetning til det ytre Spike-proteinet, er N-proteinet innkapslet i viruset, beskyttet mot miljøbelastninger som får Spike-proteinet til å endre seg. I blodet flyter imidlertid N-proteinet fritt etter at det er frigjort fra infiserte celler. Det frittgående proteinet forårsaker en sterk immunrespons, som fører til produksjon av beskyttende antistoffer. De fleste antistofftestsett ser etter N-proteinet for å avgjøre om en person tidligere var infisert med viruset - i motsetning til diagnostiske tester som ser etter Spike-proteinet for å avgjøre om en person for øyeblikket er infisert.
"Alle ser på Spike-proteinet, og det er færre studier som utføres på N-proteinet," sa Michael Casasanta, førsteforfatter på papiret og en postdoktor i Kelly-laboratoriet. "Det var dette gapet. Vi så en mulighet - vi hadde ideene og ressursene til å se hvordan N-proteinet ser ut."
Til å begynne med undersøkte forskerne N-proteinsekvensene fra mennesker, samt forskjellige dyr som ble antatt å være potensielle kilder til pandemien, som flaggermus, civetter og pangoliner. De så alle like ut, men tydelig forskjellige, ifølge Casasanta.
"Sekvensene kan forutsi strukturen til hvert av disse N-proteinene, men du kan ikke få all informasjon fra en prediksjon - du må se den faktiske 3D-strukturen," sa Casasanta. "Vi konvergerte teknologien for å se en ny ting på en ny måte."
Forskerne brukte et elektronmikroskop for å avbilde både N-proteinet og stedet på N-proteinet der antistoffer binder seg, ved å bruke serum fra COVID-19-pasienter, og utviklet en 3D-datamodell av strukturen. De fant at antistoffbindingsstedet forble det samme på tvers av hver prøve, noe som gjør det til et potensielt mål å behandle mennesker med noen av de kjente COVID-19-variantene.
"Hvis et terapeutisk middel kan utformes for å målrette N-proteinbindingsstedet, kan det bidra til å redusere betennelsen og andre varige immunresponser på COVID-19, spesielt hos COVID-langhalere," sa Kelly, med henvisning til personer som opplever COVID-19-symptomer i seks uker eller lenger.
Teamet anskaffet rensede N-proteiner, som betyr at prøvene bare inneholdt N-proteiner, fra RayBiotech Life og påførte dem på mikrobrikker utviklet i samarbeid med Protochips Inc. Mikrobrikkene er laget av silisiumnitrid, i motsetning til et mer tradisjonelt porøst karbon, og de inneholder tynne brønner med spesielle belegg som tiltrekker N-proteinene til overflaten. Når de var klargjort, ble prøvene hurtigfryst og undersøkt gjennom kryo-elektronmikroskopi.
Kelly krediterte teamets unike kombinasjon av mikrobrikker, tynnere isprøver og Penn State sine avanserte elektronmikroskoper utstyrt med toppmoderne detektorer, tilpasset fra selskapet Direct Electron, for å levere den høyeste oppløsningsvisualiseringen av lavvektsmolekyler fra SARS -CoV-2 så langt.
"Teknologien kombinert resulterte i et unikt funn," sa Kelly. «Før var det som å prøve å se på noe frosset midt i innsjøen. Nå ser vi på det gjennom en isbit. Vi kan se mindre enheter med mange flere detaljer og høyere nøyaktighet."
# # #
Casasanta og Kelly er begge også tilknyttet Penn State's Materials Research Institute (MRI). Medforfattere inkluderer G.M. Jonaid, BME og Bioinformatics and Genomics Graduate Program i Penn State's Huck Institutes of the Life Sciences; Liam Kaylor og Maria J. Solares, BME og Molecular, Cellular, and Integrative Biosciences Graduate Program i Huck Institutes of the Life Sciences; William Y. Luqiu, MR og avdeling for elektro- og datateknikk ved Duke University; Mariah Schroen, MR; William J. Dearnaley, BME og MR; Jared Wilson, RayBiotech Life; og Madeline J. Dukes, Protochips Inc.
National Cancer Institute of the National Institutes of Health og Center for Structural Oncology i Huck Institutes of the Life Sciences ved Penn State finansierte dette arbeidet.
####
For mer informasjon, klikk her.
Kontakter:
Megan Lakatos
814-865-5544
@penn_state
Copyright © Penn State
Hvis du har en kommentar, vær så snill Kontakt oss.
Utstedere av nyhetsutgivelser, ikke 7th Wave, Inc. eller Nanotechnology Now, er alene ansvarlig for nøyaktigheten av innholdet.
Relaterte linker |
Relaterte nyheter Press |
Nyheter og informasjon
Grafen: Alt under kontroll: Forskerteamet demonstrerer kontrollmekanisme for kvantemateriale April 9th, 2021
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
Govt.-Lovgivning / forskrift / Funding / Regler
Bedre løsninger for å lage hydrogen kan ligge like ved overflaten April 9th, 2021
3D-design fører til første stabile og sterke selvmonterende 1D nanografentråder April 6th, 2021
Plasmon-koblet gull nanopartikler nyttig for termisk historie sensing April 1st, 2021
Mulige futures
Grafen: Alt under kontroll: Forskerteamet demonstrerer kontrollmekanisme for kvantemateriale April 9th, 2021
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
nanomedisin
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
Fabrikasjon i Kirigami-stil kan muliggjøre nye 3D-nanostrukturer April 2nd, 2021
funn
Grafen: Alt under kontroll: Forskerteamet demonstrerer kontrollmekanisme for kvantemateriale April 9th, 2021
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
Kunngjøringer
Grafen: Alt under kontroll: Forskerteamet demonstrerer kontrollmekanisme for kvantemateriale April 9th, 2021
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
Intervjuer / Bokanmeldelser / Essays / Rapporter / Podcasts / Journals / White papers / Poster
Grafen: Alt under kontroll: Forskerteamet demonstrerer kontrollmekanisme for kvantemateriale April 9th, 2021
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
nanobiotechnology
Energioverføring av gullnanopartikler koblet til DNA-strukturer April 9th, 2021
Et nytt middel for hjernesykdommer: mRNA April 9th, 2021
DNA – Metal dobbel helix: Enkeltstrenget DNA som supramolekylær mal for høyt organiserte palladium nanotråder Mars 26th, 2021
- 3d
- afrika
- dyr
- antistoffer
- April
- Artikkel
- blod
- Brasil
- bygge
- Kreft
- karbon
- Årsak
- CGI
- endring
- Columbia
- Felles
- Selskapet
- datamaskiner
- innhold
- coronavirus
- Covid
- Covid-19
- kreditt
- levere
- utforming
- Enheter
- Regissør
- oppdaget
- sykdommer
- dna
- Duke
- Elektronikk
- Ingeniørarbeid
- Ingeniører
- miljømessige
- Egenskaper
- Først
- Blitz
- fullt
- finansierte
- framtid
- mellomrom
- genomikk
- gif
- Gull
- oppgradere
- Helse
- historie
- Hvordan
- Mennesker
- hydrogen
- ICE
- bilde
- Inc.
- Inkludert
- betennelse
- informasjon
- IT
- stor
- føre
- ledende
- Led
- Life Sciences
- Lang
- så
- Making
- Mars
- materialer
- modell
- Moderne
- MR
- nanoteknologi
- National Institutes of Health
- nett
- Nye funksjoner
- nyheter
- onkologi
- Opportunity
- Annen
- pandemi
- Papir
- Partnerskap
- pasienter
- Penn
- Ansatte
- prediksjon
- Produksjon
- program
- beskytte
- Beskyttende
- Protein
- Quantum
- kvante datamaskiner
- RE
- redusere
- Utgivelser
- forskning
- Ressurser
- svar
- Resultater
- SARS-CoV-2
- VITENSKAPER
- forskere
- Søk
- Del
- SIX
- So
- Solutions
- Sør
- Sør-Afrika
- Begynn
- Tilstand
- Stater
- studier
- overflaten
- Target
- Teknologi
- Testing
- tester
- Terapeutisk
- terapeutika
- termisk
- topp
- behandle
- forent
- Storbritannia
- Forente Stater
- universitet
- us
- vaksiner
- virus
- virus
- visualisering
- Wave
- HVEM
- Arbeid
- Yahoo