SARS-CoV-2 seguendo le orme mutazionali prevedibili

SARS-CoV-2 seguendo le orme mutazionali prevedibili

Un nuovo studio di ricerca dell'Università del Nebraska-Lincoln ha effettivamente rivelato che le anomalie che si verificano nell'infezione da SARS-CoV-19 che causa COVID-2 sembrano funzionare in casa, o per lo meno nella categoria di coronavirus più pericolosi per l'uomo esseri.

Dopo aver contrastato il primissimo avanzamento di SARS-CoV-2 rispetto a quello dei suoi cari più vicini, i betacoronavirus, il gruppo del Nebraska ha scoperto che le anomalie SARS-CoV-2 si verificano praticamente nelle stesse aree, sia geneticamente che strutturalmente.

Le somiglianze mutazionali tra SARS-CoV-2 e anche i suoi precursori, tra cui SARS-CoV-1 che infetta l'uomo e anche MERS-CoV, potrebbero aiutare a notificare previsioni su come l'infezione che causa COVID continuerà a progredire, gli scienziati hanno affermato.

"Il problema di guardare un solo virus alla volta è che perdi la foresta per gli alberi", ha affermato Katherine LaTourrette, una studentessa di dottorato nel programma Complex Biosystems in Nebraska "Osservando questo quadro generale, siamo stati in grado di prevedere il natura mutazionale di SARS-CoV-2”.

“Questo entra in queste domande: i vaccini saranno efficaci a lungo termine? Quali varianti stanno per sgattaiolare via? Abbiamo bisogno di quel colpo di richiamo? Le persone vaccinate verranno infettate una seconda volta?"

"È molto probabile che tu stia colpendo quel bersaglio"

Il codice ereditario di un'infezione stabilisce la sua capacità di contaminare le cellule e anche di guidarle a creare ancora più duplicati di se stessa. Quel codice include sostanze di base, o nucleotidi, con anomalie che si verificano ovunque quei nucleotidi vengano inclusi, sottratti o scambiati l'uno con l'altro. Molte anomalie hanno poco o nessun risultato, allo stesso modo il tentativo di hackerare una password dettagliata trasformando semplicemente una personalità probabilmente smetterà di funzionare.

Ma se ci sono sufficienti opportunità, un'infezione alla fine scoprirà un'anomalia o anomalie che alterano la struttura delle sue articolazioni architettoniche, o aminoacidi, sufficienti per aiutarla ad attaccare meglio le cellule e anche a riprodursi, benefici che la aiutano a superare altri stress. In alcune situazioni, uno stress nuovo di zecca può anche evitare le azioni immunitarie mescolate dalle iniezioni esistenti, richiedendo la crescita di iniezioni nuove di zecca per proteggerlo.

LaTourrette e il suo consigliere, Hernan Garcia-Ruiz, erano frenetici modelli mutazionali contrastanti durante le infezioni che attaccano un altro regno organico - le piante - quando la pandemia di SARS-CoV-2 ha colpito. Per farlo, gli scienziati stavano valutando sezioni di DNA sequenziato da aree identiche sui genomi di tutte le infezioni in una categoria. Stavano cercando soprattutto anomalie a punto singolo: sezioni in cui semplicemente un nucleotide si era effettivamente trasformato. Identificandoli, il gruppo ha cercato di scoprire se particolari anomalie si sono manifestate durante le infezioni delle piante associate, dopodiché hanno mappato tali anomalie con utili aggiustamenti degli aminoacidi nelle infezioni.

"Molte volte, i ricercatori studiano un virus vegetale specifico", ha affermato LaTourrette. “Lo sanno molto bene. Ma la nostra domanda era: quadro generale, cosa sta facendo il genere? Sappiamo che la variazione non è casuale. Si accumula in aree specifiche del genoma e quelle aree sono (a volte) coerenti in tutto il genere. Quelle tendono ad essere aree importanti per cose come l'adattamento dell'ospite, fondamentalmente, aree che dovranno continuare a cambiare per continuare a co-evolvere con il loro ospite.

“Quindi, quando è successo il COVID-19, abbiamo pensato, beh, possiamo scaricare le sequenze (betacoronavirus) ed eseguirle attraverso la pipeline e vedere dove si sta verificando la variazione”.

Quando lo hanno fatto, LaTourrette e i suoi colleghi hanno scoperto che la presunta proteina spike, che sporge dai betacoronavirus e nasconde anche il loro ingresso nelle cellule ospiti legandosi con i recettori esternamente, si altera rapidamente in tutti i betacoronavirus conosciuti, tra cui SARS-CoV- 2.

Nonostante l'audit per appena il 17% del genoma SARS-CoV-2, la proteina sana del picco "iper-variabile" ha effettivamente raccolto fino ad ora circa il 50% delle anomalie complete dell'infezione, hanno scoperto gli scienziati. Queste anomalie si verificano nelle stesse aree del genoma, e anche nelle stesse subunità della proteina spike, come hanno fatto in ogni altro betacoronavirus oggi.

"Tutte le nostre analisi hanno mostrato che è proprio lì che sta avvenendo la variazione", ha affermato LaTourrette. "Non importava quando lo guardavamo, quale variante guardavamo: la proteina spike era la chiave".

Il gruppo ha anche concluso, come hanno fatto molti altri virologi, che la proteina spike SARS-CoV-2 è disordinata, che mentre i suoi amminoacidi si depositano nella stessa struttura di base, quella struttura ha quello che LaTourrette ha chiamato "un po' di spazio di manovra". per passare a un po 'di configurazioni diverse. Questo è un problema, ha affermato, considerato che la sua adattabilità architettonica molto probabilmente gli fornisce anche uno spazio utile per le vibrazioni.

"Gli esseri umani possono avere recettori cellulari leggermente diversi, da persona a persona", ha affermato LaTourrette. “Quindi devi avere un recettore (proteina del picco) in grado di adattarsi a quei piccoli cambiamenti. Se fosse molto ordinato e non potesse spostarsi, allora forse non poteva infettare tutti. Ma avendo quella flessibilità, è un virus molto migliore".

“Fondamentalmente, quest'area è iper-variabile ed è flessibile. Quindi è il doppio smacco".

Queste elevate qualità rimarranno sicuramente per rendere SARS-CoV-2 un avversario fantastico che richiede vigilanza per scongiurare il futuro diretto, ha affermato LaTourrette. Ma comprendere la sua resistenza, che lo sfondo trasformativo di vari altri betacoronavirus può fungere da anteprima sensata di quel futuro, deve aiutare i virologi e anche i vaccinologi a pianificare, se necessario.

I vaccini potrebbero dover continuare a prendere di mira la specifica proteina spike man mano che si sviluppa SARS-CoV-2, ma parlare con i modelli mutazionali dei betacoronavirus potrebbe aiutare gli scienziati a prevedere quali nomi di dominio della proteina sana hanno più o meno probabilità di alterarsi. E questo potrebbe rendere molto più facile colpire un bersaglio che si sta spostando, ha affermato LaTourrette.

"Se chiudi gli occhi quando stai lanciando un dardo su un bersaglio, potrebbe andare ovunque", ha affermato. “Ma guardando le altre specie (betacoronavirus), hai un'idea di dove è probabile che atterri. Ed è più probabile che tu stia colpendo quel bersaglio.”

Sebbene LaTourrette sia attualmente tornata nel regno delle piante, ha affermato che la possibilità di adattare il suo lavoro a una funzione così stimolante si è rivelata piacevole ogni volta che la soddisfazione è rimasta scarsa.

"Per noi, arrivare alla (transizione) dalle piante ai coronavirus è stato un modo davvero positivo per dimostrare che puoi prendere la tua scienza e le tue conoscenze e puoi applicarle a beneficio della società", ha affermato LaTourrette. "Nell'ultimo anno e mezzo di gruppi che hanno compiuto questo cambiamento abbiamo visto alcuni esempi davvero eccezionali".

"Anche se questo è un momento molto difficile e ci sono molte difficoltà, penso che sia davvero positivo vedere gli scienziati riunirsi ed essere in grado di contribuire insieme a una causa".

LaTourrette e anche Garcia-Ruiz, un insegnante associato di patologia vegetale presso il Nebraska Center for Virology, hanno eseguito lo studio di ricerca con l'attuale laureata del master Natalie Holste, la studentessa di dottorato Rosalba Rodriguez-Peñan e anche Raquel Arruda Leme, una scienziata brasiliana.