В Калифорнийском университете успешно смоделировали образование коронавируса

Физик из Калифорнийского университета в Риверсайде и ее бывший аспирант впервые успешно смоделировали формирование SARS-CoV-2, вируса, распространяющего COVID-19.

В работе, опубликованной в журнале Viruses, Роя Занди, профессор физики и астрономии Калифорнийского университета, и Сиюй Ли, исследователь из Лаборатории материалов озера Суншань в Китае, предлагают общее понимание сборки и формирования SARS-CoV-2 из его составных компонентов.

«Понимание сборки вируса всегда было ключевым шагом, ведущим к разработке терапевтических стратегий, — рассказывает Занди. — Многочисленные эксперименты и моделирование таких вирусов, как ВИЧ и вирус гепатита В, оказали значительное влияние на выяснение их структуры и создание средств борьбы с ними. Даже самые простые вопросы о формировании SARS-CoV-2 остаются без ответа».

Ученые объяснили, что важнейшим этапом жизненного цикла любого вируса является упаковка его генома в новые вирионы или вирусные частицы. Это особенно сложно для коронавирусов, таких как SARS-CoV-2, с их очень большими РНК-геномами. Действительно, коронавирусы имеют самый большой геном среди всех известных вирусов, использующих РНК в качестве генетического материала.

SARS-CoV-2 содержит четыре структурных белка: оболочку (E), мембрану (M), нуклеокапсид (N) и шип (S). Структурные белки M, E и N необходимы для сборки и формирования вирусной оболочки — внешнего слоя вируса, который защищает вирус и способствует проникновению в клетки хозяина. Этот процесс происходит на мембране промежуточного компартмента Гольджи эндоплазматического ретикулума, или ERGIC, — сложной мембранной системы, которая обеспечивает коронавирусу его липидную оболочку. Сборка коронавируса уникальна по сравнению со многими другими вирусами, поскольку этот процесс происходит на мембране ERGIC.

В большинстве вычислительных исследований до настоящего времени использовались грубозернистые модели, в которых для моделирования вирусных компонентов использовались только части на большой шкале длины. За прошедшие годы крупнозернистые модели объяснили несколько процессов вирусной сборки, что привело к важным открытиям.

«В этой работе, используя крупнозернистые модели, мы смогли успешно смоделировать формирование SARS-CoV-2: N-белки конденсируют РНК для формирования компактного комплекса RNP, который взаимодействует с M-белками, встроенными в липидную мембрану», — отмечает Занди.

По ее словам, «отпочковывание», когда часть мембраны начинает изгибаться, завершает формирование вируса. Модель, разработанная Занди и Ли, позволила им изучить механизмы олигомеризации белков, конденсации РНК структурными белками и взаимодействия клеточной мембраны с белками. Она также помогла им предсказать факторы, контролирующие сборку вируса.

«В нашей работе определены ключевые ингредиенты и компоненты, способствующие упаковке длинного генома SARS-CoV-2. Количество экспериментальных исследований, касающихся конкретной роли каждого из нескольких структурных белков, участвующих в формировании вирусных частиц, растет, но многие детали остаются неясными», — отмечают специалисты.

По их мнению, понимание, представленное в исследовательской работе, и сравнение полученных результатов с экспериментально наблюдаемыми могут раскрыть некоторые из этих деталей и послужить основой для разработки эффективных противовирусных препаратов, останавливающих коронавирусы на стадии сборки.

Эксклюзивный перевод *

Фото: NIAID

Поделиться:

Подписывайтесь на краткие, но содержательные новости со всего мира
глазами молодого поколения в Телеграм и ВКонтакте.

Почитайте также

Ученые определили, что пихта продлевает молодость

241 Учеными из российской научно-производственной компании «Инитиум-Фарм» объявлено об открытии практически эликсира молодости. Компания разработала …