物理力解释了为什么某些新冠病毒变种比其他变种更具毒性 – 物理世界

一项关于感染过程中 SARS-CoV-2 病毒刺突蛋白与其人类细胞受体之间键的机械稳定性的新研究揭示了 Omicron 和 Delta 等病毒变体的结合稳定性差异。荷兰、德国和美国研究人员的这一发现可能有助于解释为什么某些变体比其他变体传播得更快。

SARS-CoV-2 是导致 COVID-19 的病毒，包含四种结构蛋白：包膜 (E)；膜（M）；核衣壳(N)；和尖峰（S）。 M、E 和 S 蛋白对于组装和形成病毒最外层（包括病毒进入宿主细胞的机制）至关重要。与此同时，N 蛋白封装了病毒的遗传信息。

磁力镊子技术

在新作品中，由物理学家领导的团队 扬·利普弗特 of 荷兰乌得勒支大学 使用一种称为磁镊子的高度敏感技术，在模拟人类呼吸道的条件下研究 SARS-CoV-2 病毒中化学键的生物力学特性。他们的检测使用了一种蛋白质构建体，该蛋白质构建体结合了病毒的受体结合域（本质上是刺突蛋白的尖端）和称为 ACE2 的细胞外域（病毒的细胞受体和进入人体细胞的关键入口点）。这两个组件通过柔性肽接头连接。

“此外，我们的构建体具有肽标签，可将其一端连接到表面，并将一端连接到小磁珠，”Lipfert 解释道。 “使用这种结构，我们可以对病毒蛋白与其细胞受体结合的界面施加精确校准的力。”

他补充说，由于两个结合伙伴通过连接体连接，因此它们可以在键断裂后重新结合。 “这使我们能够一遍又一遍地研究不同力量下的相互作用。”

更强的结合力

研究人员发现，虽然所有主要的 SARS-CoV-2 变体（包括 Alpha、Beta、Gamma、Delta 和 Omicron）对人类细胞的结合亲和力都比原始毒株更高，但 Alpha 变体的结合在机械上尤其稳定。这可以解释为什么它在 2020 年底和 2021 年初在对该病毒很少或没有免疫力的人群中传播得如此之快。

然而，他们还发现，最近的 Delta 和 Omicron 变体不一定比其他变体结合得更强，这意味着在预测哪些变体可能变得更普遍时必须考虑其他过程。

Lipfert 和同事表示，在大流行早期，他们最初的想法是利用力谱来研究冠状病毒如何与细胞结合。 “2020 年 2020 月和 XNUMX 月，我们想知道我们在生物物理学方面的专业知识如何帮助抗击全球大流行，”Lipfert 解释道。 “当我们致力于开发第一个检测方法时，该检测方法在 XNUMX 年秋季的预印本中进行了详细介绍，并最终发表在 PNAS，不同的担忧出现并传播到世界各地。这自然导致我们提出这样的问题：我们的检测是否也可以用于探测变体之间的差异。”

该团队还包括来自 LMU慕尼黑 和 慕尼黑工业大学, 斯坦福大学是， University of Washington 和 奥本大学，希望利用其检测方法和方法来详细了解突变的影响，甚至预测未来的新变异。他们说，这可以帮助我们通过开发更新的疫苗来领先于病毒。

“我们还想用我们的方法来测试预测和观察到的冠状病毒新变种，”利普特 告诉物理世界。 “此外，我们相信我们的方法对于更广泛地理解宿主与病原体的相互作用非常有价值。”

他们的研究发表在 自然纳米技术.

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