این مطالعه نشان می دهد که خواص مکانیکی پروتئین های خاردار می تواند عفونت و کشندگی ویروس های مختلف کرونا را پیش بینی کند – ScienceDaily


وقتی کسی تلاش می کند تا قفلی را با یک کلید باز کند که به نظر می رسد اصلاً کار نمی کند ، گاهی اوقات کمی لرزش کلید به شما کمک می کند. اکنون ، یک مطالعه جدید از MIT نشان می دهد که ویروس های کرونا ، از جمله آن که باعث ایجاد Covid-19 می شود ، ممکن است از یک روش مشابه برای فریب سلول ها برای ورود ویروس ها به داخل استفاده کند. این یافته ها ممکن است در تعیین میزان خطرناک بودن سویه ها یا جهش های مختلف ویروس کرونا مفید باشد و ممکن است به رویکرد جدیدی برای ایجاد درمان اشاره کند.

مطالعات در مورد چگونگی تعامل پروتئین های پروتئینی که به کرونا ویروس ها ظاهر متمایز تاج خود را با سلول های انسانی می دهند ، معمولاً شامل مکانیسم های بیوشیمیایی است ، اما محققان رویکرد دیگری به این مطالعه اتخاذ کرده اند. آنها با استفاده از شبیه سازی های اتمی ، جنبه های مکانیکی نحوه حرکت پروتئین های پروتئین ، تغییر شکل و لرزش را بررسی کردند. نتایج نشان می دهد که این حرکات ارتعاشی می تواند یک استراتژی مورد استفاده توسط ویروس های کرونا باشد که می تواند مکانیسم قفل در سطح سلول را فریب دهد تا ویروس از دیواره سلول عبور کند تا بتواند مکانیسم های تولید مثل سلول را بدزدد.

این تیم ارتباط مستقیم و مستقیمی را بین سرعت و شدت ارتعاشات سنبله و اینکه ویروس به چه راحتی وارد سلول می شود ، پیدا کردند. آنها همچنین پیوندی مخالف با مرگ و میر ویروس کرونا پیدا کردند. از آنجا که این روش مبتنی بر درک دقیق از ساختار مولکولی این پروتئین ها است ، محققان می گویند این روش می تواند برای غربالگری ویروس های کرونا ویروس یا جهش های جدید Covid-19 برای ارزیابی سریع خطر بالقوه آنها مورد استفاده قرار گیرد.

یافته های مارکوس بولر ، استاد مهندسی عمران و محیط زیست در انستیتوی فناوری ماساچوست و دانشجوی کارشناسی ارشد اوین هو ، امروز در نسخه چاپی مجله منتشر شد. موضوع پس از ارسال آنلاین در تاریخ 30 اکتبر.

به گفته بوئلر ، تمام تصاویری که از ویروس SARS-CoV-2 می بینیم کمی گمراه کننده است.

وی می گوید: “ویروس به این شکل نیست ، زیرا در واقع تمام مواد در مقیاس نانومتری اتم ها ، مولکول ها و ویروس ها” دائماً در حال حرکت و ارتعاش هستند. آنها واقعاً شبیه آن تصاویر در کتاب یا وب سایت شیمی نیستند. “

آزمایشگاه بوئلر در شبیه سازی اتمی مولکولهای بیولوژیکی و رفتار آنها تخصص دارد. به محض ظهور Covid-19 و در دسترس قرار گرفتن اطلاعات در مورد ترکیب پروتئین ویروس ، بوهلر و هو ، دانشجوی دکترای مهندسی مکانیک ، اقدام به آزمایش این موضوع کردند که آیا خواص مکانیکی پروتئین ها در تعامل آنها با بدن انسان نقش دارد یا خیر.

مشاهده ارتعاشات کوچک در مقیاس نانو و تغییر شکل این مولکول های پروتئینی به طور آزمایشی بسیار دشوار است ، بنابراین شبیه سازی های اتمی برای درک اتفاقات مفید هستند. محققان از این روش برای در نظر گرفتن مرحله مهمی در عفونت استفاده می كنند وقتی كه یك ذره ویروسی با خوشه های پروتئینی خود به یك گیرنده سلول انسانی به نام گیرنده ACE2 متصل شود. هنگامی که این خوشه ها به گیرنده متصل می شوند ، کانالی را باز می کند که به ویروس اجازه ورود به سلول را می دهد.

به گفته بولر ، این مکانیسم اتصال بین پروتئین ها و گیرنده ها مانند قفل عمل می کند ، بنابراین لرزش مهم است. او می گوید: “اگر استاتیک باشد ، یا متناسب است یا متناسب نیست.” اما پرش های پروتئینی ساکن نیستند. “آنها ارتعاش می کنند و دائماً شکل خود را کمی تغییر می دهند و این مهم است. کلیدها ساکن هستند ، تغییر شکل نمی دهند ، اما اگر شما یک کلید داشته باشید که مدام تغییر شکل می دهد – لرزش ، حرکت می کند ، کمی تغییر شکل می دهد؟ به لحظه ای که کلید را در قفل قرار می دهیم ، به شکل دیگری متفاوت باشد. “

محققان حدس می زنند هرچه “کلید” بیشتر تغییر کند ، احتمال یافتن مناسب بودن بیشتر است.

بولر و هو ویژگی های ارتعاشی این مولکول های پروتئین و فعل و انفعالات آنها را با استفاده از ابزارهای تحلیلی مانند “تجزیه و تحلیل حالت عادی” مدلسازی کردند. از این روش برای مطالعه نحوه توسعه و انتشار ارتعاشات ، با مدل سازی اتم ها به عنوان جرم های نقطه ای متصل به یکدیگر توسط فنرهایی که نمایانگر نیروهای مختلفی هستند که بر یکدیگر تأثیر می گذارند ، استفاده می شود.

آنها دریافتند که تفاوت در ویژگیهای ارتعاشی با سطوح مختلف آلودگی و مرگ و میر انواع مختلف ویروس های کرونا ، که از یک پایگاه داده جهانی با تعداد موارد تأیید شده و مرگ و میر مورد ، گرفته شده ارتباط زیادی دارد. ویروسهای مورد مطالعه شامل SARS-CoV ، MERS-CoV ، SATS-CoV-2 و یکی از جهشهای شناخته شده ویروس SARS-CoV-2 است که شیوع بیشتری در سراسر جهان دارد. باهلر گفت ، این روش را به ابزاری امیدوار کننده برای پیش بینی خطرات احتمالی ویروس های کرونا تبدیل می کند ، همانطور که احتمالاً این اتفاق می افتد.

هو می گوید ، در تمام مواردی که آنها مطالعه کرده اند ، یک قسمت مهم از این فرآیند نوسان یک مولکول پروتئین است که به سمت بالا در حال چرخش است ، که به ایجاد آن برای اتصال به گیرنده کمک می کند. وی گفت: “این جنبش از لحاظ عملکردی از اهمیت قابل توجهی برخوردار است.” شاخص کلیدی دیگر مربوط به رابطه بین دو حرکت مختلف ارتعاشی در مولکول است. وی گفت: “ما دریافتیم كه این دو عامل ارتباط مستقیمی با داده های اپیدمیولوژیك ، عفونت ویروس و كشنده بودن ویروس دارند.”

همبستگی هایی که آنها یافتند به این معنی است که وقتی ویروس های جدید یا جهش های جدید موجود ظاهر می شوند ، “شما می توانید آنها را از نظر مکانیکی کاملاً غربال کنید”. “شما فقط می توانید نوسانات این پروتئین های سنبله دار را بررسی کنید و دریابید که چگونه می توانند از لحاظ اپیدمیولوژیکی عمل کنند ، از جمله اینکه این بیماری تا چه حد عفونی است و چقدر جدی است.”

بولر گفت ، به طور بالقوه ، این یافته ها می تواند راهی جدید برای کشف درمان های احتمالی Covid-19 و سایر بیماری های ویروس کرونا فراهم کند ، با این حدس که ممکن است بتوان مولکولی را یافت که به پروتئین های پروتئین متصل شود به گونه ای که آنها را سخت کنید و ارتعاشات آنها را محدود کنید. رویکرد دیگر ممکن است ایجاد ارتعاشاتی مخالف برای از بین بردن موارد طبیعی در سنبله ها باشد ، دقیقاً مانند نحوه هدفون های نویزگیر برای مهار صداهای ناخواسته.

به گفته بیلر ، از آنجا که زیست شناسان در مورد انواع مختلف جهش هایی که در ویروس های کرونا رخ می دهد اطلاعات بیشتری کسب می کنند و مشخص می کنند که کدام مناطق از ژنوم بیشتر مورد تغییر قرار می گیرند ، از این روش می توان به طور قابل پیش بینی نیز استفاده کرد. انواع احتمالی جهش هایی که می توانند رخ دهند را می توان شبیه سازی کرد و آنهایی را که خطرناکترین پتانسیل را دارند ، علامت گذاری کرد تا به دنیا هشدار داده شود که علائم ظاهر واقعی این گونه های خاص را مشاهده کند. . بولر افزود: به عنوان مثال جهش G614 كه در حال حاضر بر شیوع Covid-19 در سراسر جهان تسلط دارد ، طبق یافته های ما انتظار می رود كه کمی عفونی تر باشد و كمتر كشنده باشد.

این مطالعه توسط آزمایشگاه MIT-IBM Watson AI ، دفتر تحقیقات دریایی و موسسه ملی بهداشت پشتیبانی شد.


منبع: unbox-news.ir

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>