Oamenii de știință din Japonia descoperă cheia transmiterii coronavirusului: vârfuri în formă de triunghi

O imagine mai precisă a unei particule de coronavirus are vârfuri în formă de triunghi. Oamenii de știință de la OIST și Universitatea Queen’s au descoperit că acest lucru poate ajuta la transmiterea succesului coronavirusului de la o persoană la alta. Această imagine a apărut în lucrarea de cercetare publicată în Physics of Fluids. Credit: Această imagine a apărut în lucrarea de cercetare publicată în Physics of Fluids

COVID-19[feminine no necessita presentació. L’any passat, la malaltia, causada pel virus SARS-CoV-2, va arribar a tots els continents de tot el món. A finals de març del 2021 s’estimaven 128 milions de casos registrats, gairebé tres milions mortals. A mesura que la carrera dels científics per desenvolupar vacunes i els polítics coordinen la seva distribució, també s’està duent a terme investigació fonamental sobre el que fa que aquest virus tingui tant èxit.

Dins de la Unitat de Matemàtiques, Mecànica i Materials de l’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), l’investigador postdoctoral, el Dr. Vikash Chaurasia, i el professor Eliot Fried han estat utilitzant tècniques de minimització d’energia per mirar proteïnes carregades de partícules biològiques. Anteriorment van investigar les molècules de colesterol, però quan va arribar la pandèmia, es van adonar que amb els mètodes que havien desenvolupat es podrien aplicar al nou virus. Van col·laborar amb els investigadors Mona Kanso i el professor Jeffrey Giacomin, de la Queen’s University de Canadà, per examinar de prop SARS-CoV-2 i veure com la forma dels “pics” del virus (que s’anomenen oficialment peplomers) ajuden al seu èxit a difondre’s tan prolíficament. El seu estudi es va publicar recentment a Física dels fluids.

“Quan es preveu una única partícula de coronavirus, és habitual pensar en una esfera amb moltes espigues o esferes més petites distribuïdes per la seva superfície”, va dir el doctor Chaurasia. “Aquesta és la forma en què es va modelar originalment el virus. Però aquest model és un esbós aproximat i, durant l’últim any, hem conegut molt més sobre l’aspecte del virus “.

Partícula de coronavirus amb pics de forma triangular

Una imatge més precisa d’una partícula de coronavirus té pics de forma triangular. Científics de l’OIST i la Queen’s University han descobert que això pot ajudar a transmetre l’èxit del coronavirus de persona a persona. Aquesta imatge va aparèixer al treball de recerca publicat a Physics of Fluids. Crèdit: aquesta imatge va aparèixer al document de recerca publicat a Physics of Fluids

En canvi, va assenyalar el doctor Chaurasia, les “puntes” de la partícula de coronavirus tenen en realitat la forma de tres esferes petites apilades entre si per formar una forma triangular. Aquesta és una consideració important perquè la forma d’una partícula viral pot influir en la seva capacitat de dispersió.

Per entendre-ho, imagina una bola que es mou per l’espai. La pilota seguirà una corba però, en fer-ho, també girarà. La velocitat a la qual gira la pilota es denomina difusivitat de rotació. Una partícula de SARS-CoV-2 es mou de manera similar a aquesta bola tot i que està suspesa en fluid (específicament, petites gotes de saliva). La difusivitat rotacional de la partícula afecta el grau d’alineació i fixació dels objectes (com ara els teixits o les cèl·lules d’una persona) i això ha estat clau en la seva capacitat de propagació amb èxit de persona a persona tan ràpidament. Una major difusivitat de rotació significarà que la partícula tremola i es mou quan segueix una trajectòria i, per tant, pot tenir dificultats per fixar-se en objectes o fer saltar un objecte de manera eficient per continuar movent-se per l’aire. Mentre que una menor difusivitat de rotació té l’efecte contrari.

Una altra consideració va ser la càrrega de cada espiga. Els investigadors van suposar que cadascun té la mateixa càrrega. Les mateixes càrregues sempre es repel·leixen mútuament, de manera que si només hi ha dues puntes en una partícula i tenen càrregues iguals, es situaran a qualsevol pol (el més allunyat possible de l’altre). A mesura que s’afegeixen pics més carregats igualment, es distribueixen uniformement per la superfície de l’esfera. Això va proporcionar als investigadors una disposició geomètrica a partir de la qual podien calcular la difusivitat rotacional.

Anteriorment, els investigadors van examinar una partícula viral amb 74 pics. Per a aquest nou estudi, van utilitzar la mateixa partícula, però van canviar els pics d’un sol gran per als triangles de tres grans. Quan van fer això, es va comprovar que la difusivitat rotacional de la partícula disminuïa un 39%. A més, es va comprovar que aquesta tendència continuava amb l’addició de més pics.

Aquesta va ser una troballa important: tenir una difusivitat rotacional més baixa significa que les partícules del virus poden alinear-se i fixar-se millor a objectes i persones. Per tant, aquest estudi suggereix que els pics de forma triangular han contribuït a l’èxit del SARS-CoV-2.

“Sabem que és més complicat que això”, va explicar el doctor Chaurasia. “És possible que els pics no es carreguin igual. O poden ser flexibles i capaços de retorçar-se. A més, el “cos” de la partícula pot no ser una esfera. Per tant, tenim previst investigar més en aquest àmbit ”.

Una característica interessant addicional d’aquesta investigació és la seva connexió amb una pregunta formulada fa més d’un segle pel físic JJ Thomson, que va explorar com es distribuirà un nombre fixat de càrregues en una esfera.

“Em sembla fascinant que un problema considerat fa més de 100 anys tingui tanta rellevància per a la situació en què ens trobem avui”, va dir el professor Eliot Fried. “Tot i que aquesta pregunta es va plantejar per primera vegada des d’un punt de vista de curiositat i interès intel·lectual, ha resultat ser aplicable de maneres inesperades. Això demostra per què no hem de perdre la importància de la investigació fonamental “.

Els científics de l’OIST i de la Queen’s University pretenen continuar col·laborant en aquest tipus d’investigacions per donar llum a l’èxit del SARS-CoV-2. Els investigadors de la Queen’s University acaben de rebre un premi Mitacs Globalink Research per permetre a l’autora principal Mona Kanso viatjar entre Canadà i Japó i treballar més estretament amb OIST.

Referència: “Forma de bulb de Peplomer i difusivitat rotacional del coronavirus” per MA Kanso, V. Chaurasia, E. Fried i AJ Giacomin, 30 de març de 2021, Física dels fluids.
DOI: 10.1063 / 5.0048626

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Zirconii antici datează începutul tectonicii plăcilor în urmă cu 3,6 miliarde de ani – un eveniment critic pentru a face pământul ospitalier pentru viață

Zirconii examinați de echipa de cercetare, fotografiați cu catodoluminiscență, tehnică cu care echipa a putut vizualiza interiorul cristalelor cu un microscop electronic cu scanare...

Putem face opioidele mai puțin dependente? [Video]

În 2017, milioane de oameni din întreaga lume erau dependenți de opioide și 115.000 au murit din cauza unui supradozaj. Opioidele sunt cele mai puternice...

Măsurile neconvenționale împotriva pandemiei și apărării nucleare pot proteja omenirea de catastrofe catastrofale

Lansarea mânerului SM-3 Block IB de la un crucișător cu rachete ghidate USS Lake Erie (CG 70). Credit: Marina SUA În curând viața pe...

Situl de legare a anticorpilor conservat în variantele de virus COVID-19 – impact mare pentru vaccinurile viitoare

O echipă de cercetare Penn State a descoperit că proteinele N din barza-covi-2 sunt stocate în toate coronavirusurile epidemice legate de îngrășăminte (sus, stânga:...

Mișcări ale electronilor de ceas în interiorul unui atom: viteza obturatorului de o milionime dintr-o miliardime de secundă

Reprezentarea artistică a experimentului. Întârzierea inerentă între emisia celor două tipuri de electroni duce la o elipsă caracteristică în datele analizate. În...

Newsletter

Subscribe to stay updated.