Шипы треугольной формы — ключ к передаче коронавируса, результаты нового исследования

-19 в представлении не нуждается. В прошлом году , вызванная вирусом , достигла всех континентов мира. К концу марта года было зарегистрировано около 128 миллионов случаев заболевания, из которых почти три миллиона закончились смертельным исходом. По мере того как ученые гонятся за разработкой вакцин, а политики координируют их распространение, также проводятся фундаментальные исследования того, что делает этот вирус таким успешным.


В отделе математики, механики и материалов Окинавского института науки и технологий (OIST) доктор Викаш Чауразия и профессор Элиот Фрид использовали методы минимизации энергии для изучения заряженных белков на биологических частицах. Ранее они исследовали молекулы холестерина, но когда разразилась , они поняли, что разработанные ими методы могут быть применены к новому вирусу. Они сотрудничали с исследователями Моной Кансо и профессором Джеффри Джакомином из Королевского университета в Канаде, чтобы внимательно изучить -CoV-2 и увидеть, как форма шипов вируса (которые официально называются пепломерами) способствует его успеху. при таком обильном распространении. Их исследование было недавно опубликовано в Физика жидкостей.

«Когда кто-то представляет себе единственную частицу коронавируса, принято думать о сфере с множеством шипов или меньших сфер, распределенных по ее поверхности», — сказал доктор Чауразия. «Так изначально моделировался вирус. Но эта представляет собой грубый набросок, и за последний год мы узнали гораздо больше о том, как выглядит вирус».

Вместо этого, как указал д-р Чауразия, « шипы » частицы коронавируса на самом деле имеют форму трех маленьких сфер, сложенных вместе, образуя треугольную форму. Это важное соображение, потому что форма вирусной частицы может влиять на ее способность к диспергированию.

Чтобы понять это, представьте себе шар, движущийся в пространстве. Мяч будет двигаться по кривой, но при этом он также будет вращаться. Скорость вращения шара называется коэффициентом диффузии при вращении. Частица SARS-CoV-2 движется аналогично этому мячу, хотя находится во взвешенном состоянии в жидкости (в частности, в крошечных капельках слюны). Вращательная диффузия частицы влияет на то, насколько хорошо она может выравниваться и прикрепляться к объектам (например, тканям или клеткам человека), и это было ключом к ее способности так быстро успешно передаваться от человека к человеку. Более высокий коэффициент диффузии при вращении будет означать, что частица трясется и дрожит, следуя по траектории, и, следовательно, может испытывать трудности с прикреплением к объектам или эффективным отскоком от объекта, чтобы продолжить движение по воздуху. В то время как более низкий коэффициент диффузии при вращении имеет противоположный эффект.

Еще одним соображением была каждого шипа. Исследователи предположили, что каждый заряжен одинаково. Одни и те же заряды всегда отталкивают друг друга, поэтому, если на частице есть только два шипа и у них одинаковые заряды, они будут расположены на любом полюсе (как можно дальше друг от друга). По мере того, как добавляется больше одинаково заряженных шипов, они становятся равномерно распределенными по поверхности сферы. Это дало исследователям геометрическую схему, из которой они могли рассчитать коэффициент диффузии при вращении.

Ранее исследователи рассматривали вирусную частицу с 74 шипами. Для этого нового исследования они использовали ту же частицу, но заменили одинарные шипы на треугольники из трех бусинок. Когда они это сделали, было обнаружено, что коэффициент диффузии частицы при вращении уменьшился на 39%. Более того, было обнаружено, что эта тенденция продолжается с добавлением новых всплесков.

Это было важным открытием — более низкий коэффициент диффузии при вращении означает, что вирусные частицы могут лучше выравниваться и прикрепляться к объектам и людям. Таким образом, это исследование предполагает, что шипы треугольной формы способствовали успеху SARS-CoV-2.

«Мы знаем, что это сложнее, чем это», — объяснил д-р Чауразия. «Шипы могут быть не одинаково заряжены. Или они могут быть гибкими и способными скручиваться. Кроме того,« тело »частицы может не быть сферой. Поэтому мы планируем провести дополнительные исследования в этой области».

0 Комментарий
Inline Feedbacks
View all comments