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: barza-covi-2, civetă, barza-covi, MRS). Proteina diferă de alte coronavirusuri, cum ar fi răceala obișnuită (jos, stânga: OC43, HQ1, NL63 și 229E). Credit: Kelly Lab / Penn State

Expunerea structurală poate avea un impact ca obiectiv al tratamentului în toate SARS-CoV-2 Formulare

SARS-CoV-2 este o mică proteină care dă naștere la coronavirusuri COVID-19Potrivit unei echipe de cercetători din Penn State, aceasta ar putea avea implicații majore pentru tratamente viitoare.

Folosind un set de instrumente de lux al metodei, oamenii de știință au descoperit prima structură completă a proteinei nucleocapsidă (N) și au descoperit modul în care anticorpii pacienților cu COVID-19 interacționează cu acea proteină. Ei au stabilit în continuare că structura este similară cu cea a multor coronavirusuri, inclusiv recentele variante COVID-19 – făcându-l o țintă ideală pentru tratamente avansate și vaccinuri. Ei raportează rezultatele lor Nanoscală.

„Am descoperit noi caracteristici despre structura proteinelor N care ar putea avea un impact major asupra testării anticorpilor și efectelor pe termen lung ale tuturor virusurilor pandemice legate de SARS”, a declarat Dev Kelly, profesor de inginerie biomedicală (BME) la catedra Hack în biofizică moleculară.Directorul Centrului de Stat pentru Oncologie Penn State. Deoarece se pare că proteinele N sunt stocate în variante ale SARS-Cavi-2 și SARS-Cavi-1, terapeutica concepută pentru a viza proteinele N poate ajuta la ameliorarea simptomelor severe sau persistente prin experiență.

Cele mai multe dintre testele de diagnostic și vaccinurile disponibile pentru COVID-19 s-au bazat pe proteina SARS-COVID-2 mai mare a proteinei în care virusul se atașează de celule sănătoase pentru a iniția procesul de invazie.

Vaccinurile Pfizer / Bioentech și Modern au fost concepute pentru a ajuta primitorii să producă anticorpi care protejează împotriva proteinelor spike. Kelly, cu toate acestea, a spus că proteinele spike s-ar putea schimba cu ușurință, rezultând variante care au apărut în Regatul Unit, Africa de Sud, Brazilia și Statele Unite.

Spre deosebire de proteina spike exterioară, proteina N este legată de virus, protejată de stresul de mediu care determină modificarea proteinei spike. Cu toate acestea, în sânge, proteina N plutește liber după ce a fost eliberată din celulele infectate. Proteinele în roaming liber declanșează un răspuns imun puternic, producând anticorpi de protecție. Majoritatea truselor de testare a anticorpilor determină dacă o persoană a fost infectată anterior cu virusul pentru proteinele N – spre deosebire de testele de diagnostic care caută proteine ​​spike pentru a determina dacă o persoană este infectată în prezent.

„Toată lumea se uită la proteine ​​de vârf și se fac mici studii asupra proteinelor N”, a spus Michael Cassenta, primul autor al lucrării și coleg postdoctoral la Kelly Laboratory. „Acesta a fost decalajul. Am văzut o oportunitate – am avut ideea și resursele pentru a vedea cum arată N proteinele. “

Inițial, cercetătorii au testat secvențe de N proteine ​​de la oameni, precum și diferite animale considerate a fi surse potențiale ale epidemiei, cum ar fi lilieci, civete și pangolini. Potrivit lui Cassant, toți arătau la fel, dar arătau diferit.

„Secvențele pot prezice structura fiecăreia dintre aceste N proteine, dar nu puteți obține toate informațiile dintr-o predicție – trebuie să vedeți structura 3D reală”, a spus Cassanta. „Am adaptat tehnologia pentru a vedea lucrurile într-un mod nou”.

Cercetătorii au folosit un microscop electronic pentru a imagina atât proteina N, cât și siturile proteinei N în care sunt legați anticorpii, creând un model computerizat 3D al structurii folosind serul pacienților cu CVV-19. Ei au descoperit că situsul de legare a anticorpilor a rămas același în fiecare probă, făcându-l o țintă potențială pentru tratarea oamenilor cu variante cunoscute de Covid-19.

Referindu-se la persoanele cu simptome Kelly-19, Kelly a spus, “Dacă se poate realiza un design terapeutic care vizează situsul de legare a proteinelor NO, acesta poate ajuta la reducerea inflamației și a altor răspunsuri imune permanente la COVID-19, cu o durată de șase săptămâni sau mai mult.

Echipa a colectat N proteine ​​rafinate, adică doar probe care conțin doar N proteine, de la Rebiotek Life, iar acestea au fost aplicate microcipurilor dezvoltate în parteneriat cu Protochips Inc. Microcipurile sunt fabricate din nitrură de siliciu, spre deosebire de carbonul poros mai convențional și au puțuri subțiri cu acoperiri speciale care atrag N proteine ​​la suprafața lor. Odată gata, probele sunt înghețate și examinate prin microscopie crio-electronică.

Kelly s-a alăturat companiei Direct Electron pentru a personaliza echipa de ultimă generație pentru a oferi vizualizare de înaltă rezoluție a moleculelor cu greutate mică de la berze la microscopuri electronice avansate din echipa sa, inclusiv un număr mic de microcipuri, gheață subțire. probe și starea stiloului.

Kelly a spus: „Combinația acestei tehnologii este rezultatul unei descoperiri unice.” Mai devreme era ca și cum ai încerca să vezi ceva înghețat în mijlocul lacului. Acum, îl vedem printr-un cub de gheață. Putem vedea multe altele mai mici companii cu mai multe detalii și mai mari. Precizie

Referință: “Determinarea structurii bazate pe microcip a proteinelor cu greutate moleculară mică utilizând microscopia crio-electronică” Michael A. Cassanta, GM Jonaid, Liam Kyler, William Y. Luciu, Maria J. Solares, Mariah L. Schroen, William J. Dearnley, Gerard Wilson, Madeline J. Dukes și Deborah F. Kelly, 1 aprilie 2021, Nanoscală.
DOI: 10.1039 / D1NR00388G

Cassanta și Kelly sunt ambii afiliați la Penn State Materials Research Institute (MRI). Co-autori includ GM Jonaid, BME și programe postuniversitare de bioinformatică și genomică la Hack Institutes of Life Sciences din Penn State; Lime Kyler și Maria J. Solars, programe de licență BME și Biosciences Integrative la Institutele Moleculare, Celulare și Hawk de Științe ale Vieții; William Y. Luciu, Departamentul RMN și inginerie electrică și computerizată la Universitatea Duke; Mariah Schroen, RMN; William J. Didernali, BME și RMN; Jared Wilson, Rebiotek Life; Și Madeline J. Deus, Protokips Inc.

Finanțarea pentru această lucrare a fost asigurată de Institutul Național al Cancerului din Institutele Naționale de Sănătate și de Centrul de Oncologie Structurală din Institutele Hawke de Științe ale Vieții din Penn State.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Inginerii dezvoltă o nouă tehnologie de tratare a apei care ar putea ajuta și exploratorii Marte

Un catalizator care distruge percloratul din apă poate curăța solul marțian. O echipă condusă de ingineri de la Universitatea din California Riverside a dezvoltat un...

Dezechilibrul energetic al Pământului s-a dublat

Faceți clic pe imaginea pentru a anima: Comparația estimărilor anuale suprapuse la intervale de 6 luni ale fluxului anual net de energie în atmosfera...

Modul în care celulele folosesc „pungile pentru gunoi” pentru a-și transporta deșeurile de reciclare

Descoperirile pot avea implicații importante pentru înțelegerea bolilor legate de vârstă. Oamenii de știință de la Sanford Burnham Prebys au obținut o perspectivă mai profundă...

Cercetătorii iau distribuția cheii cuantice din laborator

Dovezile pe teren arată că simpla funcționare a sistemului DCC cu rețeaua de telecomunicații existentă în Italia. Într-un nou studiu, cercetătorii au demonstrat un sistem...

Știința simplificată: ce sunt rețelele cuantice?

din Departamentul Energiei din SUA 17 iunie 2021 Părțile interesate din guvern, laboratoare naționale, universități și industrie s-au alăturat DOE Internet Quantum Project Workshop pentru a...

Newsletter

Subscribe to stay updated.