Search
SARS-CoV-2 BA.2.86 מראה מיקוד ריאות מוגבר למרות יעילות החיסון

פתיחת מבנה הקורונה באמצעות מחקר חלבוני M

במשך מאות שנים, נגיף הקורונה עורר משברים בריאותיים ואתגרים כלכליים, כאשר SARS-CoV-2, נגיף הקורונה שמפיץ את COVID-19, הוא דוגמה עדכנית. חלבון קטן אחד ב-SARS-CoV-2, חלבון הממברנה, או חלבון M, הוא הנפוץ ביותר וממלא תפקיד מכריע באופן שבו הנגיף רוכש את המבנה הכדורי שלו. עם זאת, התכונות של חלבון זה אינן מובנות היטב.

צוות מחקר בראשות פיזיקאי מאוניברסיטת קליפורניה, ריברסייד, הגה שיטה חדשה לייצור כמויות גדולות של חלבון M, ואיפיין את האינטראקציות הפיזיקליות של החלבון עם הממברנה -; המעטפה, או "עור", -; של הנגיף. המודלים התיאורטיים והסימולציות של הצוות מראים כיצד אינטראקציות אלו עשויות לתרום להרכבת הנגיף בעצמו.

החוקרים מדווחים במאמרם שפורסם היום ב התקדמות המדע שכאשר חלבון M, שצמוד לחלבון הספייק ב-SARS-CoV-2, ננעץ בקרום, הוא משדל את הממברנה להתעקם על ידי הפחתה מקומית של עובי הממברנה. השראת העקמומיות הזו מובילה לצורה הכדורית של SARS-CoV-2.

"אם נוכל להבין טוב יותר כיצד הנגיף מרכיב את עצמו, אז, באופן עקרוני, נוכל להמציא דרכים לעצור את התהליך הזה ולשלוט בהתפשטות הנגיף", אמר תומס א. קולמן, עוזר פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה, אשר הוביל את פרויקט המחקר. "חלבון M התנגד בעבר לכל סוג של אפיון כי הוא כל כך קשה להכנה."

קולמן ועמיתיו התגברו על הקושי הזה על ידי שימוש בחיידקי Escherichia coli כ"מפעל" לייצור חלבון M בכמויות גדולות. קולמן הסביר שלמרות ש-E. coli יכול לייצר כמויות גדולות של חלבוני M, החלבונים נוטים להתקבץ יחד בתאי ה-E. coli, ולבסוף הורגים אותם. כדי לעקוף את האתגר הזה, החוקרים גרמו לתאי ה-E. coli לייצר את החלבון Small Ubiquitin-related Modifier, או SUMO, יחד עם חלבון M.

בניסויים שלנו, כאשר E. coli מייצר חלבון M, הוא מייצר SUMO באותו הזמן. חלבון M מתמזג עם חלבון SUMO, המונע מחלבוני M להיצמד זה לזה. את החלבון SUMO קל יחסית להסיר באמצעות חלבון אחר שפשוט חותך אותו. כך חלבון M מטוהר ומופרד מ-SUMO."

תומס א. קולמן, עוזר פרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה, UCR

העבודה מספקת תובנות בסיסיות לגבי המנגנונים המניעים את ההרכבה הוויראלית של SARS-CoV-2.

"מכיוון שחלבוני M הם מרכיב אינטגרלי גם של נגיפים אחרים של וירוסים, הממצאים שלנו מספקים תובנות שימושיות שיכולות לשפר את ההבנה שלנו ולאפשר התערבויות בהיווצרות ויראלית לא רק ב-SARS-CoV-2 אלא גם בנגיפים פתוגניים אחרים", אמר קולמן.

בשלב הבא, החוקרים מתכננים לחקור את האינטראקציות של חלבון M עם חלבוני SARS-CoV-2 אחרים כדי לשבש אינטראקציות אלו עם תרופות.

לקולמן הצטרפו למחקר עמיתיו הפיזיקאים של UCR, רויה זנדי ועומר מוהידין. קולמן הואשם בייצור חלבוני M. מוהידין, פרופסור מכובד לפיזיקה ואסטרונומיה, השתמש במיקרוסקופיה של כוח אטומי ובמיקרוסקופיה אלקטרונית קריוגנית כדי למדוד כיצד חלבון M מקיים אינטראקציה עם הממברנה. זנדי, מומחה להרכבת וירוסים ופרופסור לפיזיקה ואסטרונומיה, פיתח סימולציות של האופן שבו חלבוני M מתקשרים זה עם זה ועם הממברנה.

מחברים אחרים במאמר הם Yuanzhong Zhang, Siyu Li, Michael Worcester, Sara Anbir, Joseph McTiernan, Pratyasha Mishra, ו-Ajay Gopinathan מ-UCR; ומייקל אי קולווין מ-UC Merced. המחברים הראשונים ז'אנג ואנביר תרמו באותה מידה לעבודה.

המחקר נתמך על ידי מענק ממשרד הנשיא של אוניברסיטת קליפורניה כדי לחקור כיצד נגיף ה-COVID-19 מרכיב את עצמו.

דילוג לתוכן