Πιάνοντας το Covid Wiggle:Οι ερευνητές αναπτύσσουν νέο τρόπο για να απεικονίσουν τον τρόπο με τον οποίο η πρωτεΐνη Spike δείχνει τις κινήσεις της
Η πρωτεΐνη Spike είναι ένα κρίσιμο συστατικό του ιού και είναι ο στόχος πολλών εμβολίων και θεραπειών. Ωστόσο, η πρωτεΐνη ακίδων αλλάζει επίσης συνεχώς, γεγονός που καθιστά δύσκολο για τους επιστήμονες να αναπτύξουν αποτελεσματικές θεραπείες.
Η νέα τεχνική απεικόνισης, που ονομάζεται Cryo-Electron Microscopy (Cryo-EM), επιτρέπει στους επιστήμονες να βλέπουν την πρωτεΐνη ακίδων σε πρωτοφανή λεπτομέρεια. Το Cryo-EM περιλαμβάνει την ψύξη της πρωτεΐνης ακίδων σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες και στη συνέχεια χρησιμοποιώντας ένα ηλεκτρονικό μικροσκόπιο για να τραβήξετε φωτογραφίες από αυτό.
Οι προκύπτουσες εικόνες δείχνουν την πρωτεΐνη ακίδων στη φυσική της κατάσταση και επιτρέπουν στους επιστήμονες να δουν πώς η πρωτεΐνη κινείται και αλλάζει σχήμα.
Αυτές οι πληροφορίες είναι κρίσιμες για την κατανόηση του τρόπου με τον οποίο ο ιός μολύνει τα κύτταρα και πώς μπορούν να αναπτυχθούν εμβόλια και θεραπείες για να εμποδίσουν τη μόλυνση.
Οι ερευνητές δημοσίευσαν τα ευρήματά τους στο περιοδικό Nature.
Πώς λειτουργεί το cryo-em
Το Cryo-EM είναι μια σχετικά νέα τεχνική που έχει χρησιμοποιηθεί για να μελετήσει τη δομή των πρωτεϊνών και άλλων βιολογικών μορίων. Περιλαμβάνει την κατάψυξη του δείγματος σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, γεγονός που εμποδίζει τα μόρια να κινούνται και τους επιτρέπει να απεικονίζονται στη φυσική τους κατάσταση.
Το ηλεκτρονικό μικροσκόπιο που χρησιμοποιείται στο Cryo-EM είναι πολύ πιο ισχυρό από ένα παραδοσιακό μικροσκόπιο φωτός και μπορεί να παράγει εικόνες με πολύ υψηλότερη ανάλυση. Αυτό επιτρέπει στους επιστήμονες να δουν τις λεπτομέρειες της πρωτεΐνης Spike σε πρωτοφανή λεπτομέρεια.
Τι βρήκαν οι ερευνητές
Οι ερευνητές χρησιμοποίησαν το Cryo-EM για να απεικονίσουν την πρωτεΐνη Spike σε δύο διαφορετικές καταστάσεις:την κατάσταση προέλευσης και την κατάσταση μετά τη διάχυση.
Η κατάσταση προέδυσης είναι η κατάσταση στην οποία η πρωτεΐνη Spike βρίσκεται στην επιφάνεια του ιού. Σε αυτή την κατάσταση, η πρωτεΐνη βρίσκεται σε κλειστή διαμόρφωση και δεν είναι σε θέση να μολύνει κύτταρα.
Η κατάσταση μετά τη χρήση είναι η κατάσταση στην οποία η πρωτεΐνη Spike έχει συγχωνευθεί με τη μεμβράνη ενός κυττάρου ξενιστή. Σε αυτή την κατάσταση, η πρωτεΐνη βρίσκεται σε ανοιχτή διαμόρφωση και είναι σε θέση να εγχύσει το γενετικό υλικό του ιού στο κύτταρο.
Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η πρωτεΐνη Spike υφίσταται ορισμένες αλλαγές σε σχήμα καθώς μεταβαίνει από την κατάσταση προέλευσης στην κατάσταση μετά τη διάχυση. Αυτές οι αλλαγές είναι κρίσιμες για τον ιό να μολύνει κύτταρα.
Συνέπειες για την ανάπτυξη εμβολίου και θεραπείας
Οι νέες πληροφορίες σχετικά με τις κινήσεις της πρωτεΐνης Spike θα μπορούσαν να βοηθήσουν τους επιστήμονες να αναπτύξουν πιο αποτελεσματικά εμβόλια και θεραπείες για το COVID-19.
Τα εμβόλια που στοχεύουν στην πρωτεΐνη ακίδων θα μπορούσαν να σχεδιαστούν για να εμποδίσουν την πρωτεΐνη από το μεταβαλλόμενο σχήμα, γεγονός που θα εμπόδιζε τον ιό να μολύνει κύτταρα. Οι θεραπείες που στοχεύουν στην πρωτεΐνη ακίδων θα μπορούσαν επίσης να σχεδιαστούν για να εμποδίσουν την πρωτεΐνη από τη συγχώνευση με τη μεμβράνη των κυττάρων ξενιστή.
Οι ερευνητές ελπίζουν ότι τα ευρήματά τους θα βοηθήσουν στην επιτάχυνση της ανάπτυξης νέων θεραπειών και εμβολίων για το COVID-19.
