Ученые раскрыли первую картину того, как новый коронавирус SARS-CoV-2 связывается с человеческими дыхательными клетками, чтобы захватить их для производства большего количества вирусов.
Исследователи во главе с Цян Чжоу, научным сотрудником в университете Уэстлейк в Ханчжоу, Китай, показали, как новый вирус прикрепляется к рецептору на респираторных клетках, называемому ангиотензин-превращающим ферментом 2, или ACE2.
«У них есть фотографии на уровне атомов, которые взаимодействуют на границе связывания», - сказал в интервью Live Science Томас Галлахер, вирусолог из Университета Лойола в Чикаго, который не участвовал в новом исследовании, но изучал структуру коронавируса. Такой уровень информации необычен на этой стадии новой вирусной вспышки, сказал он.
«Вспышка вируса началась только пару месяцев назад, и за этот короткий период времени эти авторы получили информацию, которая, как мне кажется, традиционно занимает гораздо больше времени», - сказал Галлахер.
Это важно, сказал он, потому что понимание того, как вирус проникает в клетки, может способствовать исследованиям лекарств или даже вакцины против вируса.
Все о коронавирусе
-Коронавирус в США: карта, количество случаев и новости
-Живые обновления на коронавирус
-Каковы симптомы?
-Насколько смертелен новый коронавирус?
-Как распространяется коронавирус?
-Могут ли люди распространять коронавирус после выздоровления??
Вирусная прихожая
Чтобы заразить человека-хозяина, вирусы должны иметь возможность проникать в отдельные клетки человека. Они используют механизмы этих клеток для производства своих копий, которые затем разливаются и распространяются на новые клетки.
19 февраля в журнале Science исследовательская группа во главе с учеными из Техасского университета в Остине описала крошечный молекулярный ключ на SARS-CoV-2, который обеспечивает проникновение вируса в клетку. Этот ключ называется спайковым белком или S-белком. На прошлой неделе Чжоу и его команда описали остальную часть головоломки: структуру белка-рецептора ACE2 (который находится на поверхности дыхательных клеток) и как он взаимодействует с белком спайком. Исследователи опубликовали свои выводы в журнале Science 4 марта.
«Если мы рассматриваем человеческое тело как дом, а 2019-нКоВ - как грабителя, то ACE2 станет дверной ручкой двери дома. Как только S-белок захватывает его, вирус может проникнуть в дом», - говорит Лян Тао. Исследователь из университета Уэстлейк, который не был вовлечен в новое исследование, говорится в заявлении.
Чжоу и его команда использовали инструмент под названием криоэлектронная микроскопия, который использует глубоко замороженные образцы и электронные лучи для изображения мельчайших структур биологических молекул. Исследователи обнаружили, что молекулярная связь между остроконечным белком SARS-CoV-2 и ACE2 выглядит довольно похоже на характер связывания коронавируса, который вызвал вспышку атипичной пневмонии в 2003 году. Однако существуют некоторые различия в точных аминокислотах, используемых для исследователи утверждают, что SARS-CoV-2 связывают с этим рецептором ACE2 по сравнению с вирусом, вызывающим SARS (тяжелый острый респираторный синдром).
«Хотя некоторые могут считать различия незначительными, - сказал Галлахер, - они могут иметь значение в отношении силы, с которой каждый из этих вирусов придерживается».
Эта «липкость» может повлиять на то, как легко вирус передается от одного человека к другому. Если какая-либо конкретная вирусная частица с большей вероятностью попадет в клетку после ее попадания в организм человека, передача заболевания более вероятна.
Существуют и другие коронавирусы, которые регулярно циркулируют, вызывая инфекции верхних дыхательных путей, которые большинство людей считают простудой. По словам Галлахера, эти коронавирусы не взаимодействуют с рецептором ACE2, а скорее проникают в организм, используя другие рецепторы на клетках человека.
Последствия коронавирусной структуры
Структура «ключа» SARS-CoV-2 и «замок» организма теоретически могут обеспечить противовирусные препараты, которые не позволят новому коронавирусу проникнуть в новые клетки. По словам Галлахера, большинство антивирусных препаратов, уже имеющихся на рынке, направлены на прекращение репликации вируса в клетке, поэтому препарат, нацеленный на проникновение вируса, станет новой территорией.
«Нет эффективного клинического препарата, который блокировал бы то взаимодействие, о котором я знаю», которое уже используется, сказал он.
Белок вирусного спайка также является многообещающей мишенью для вакцин, потому что это та часть вируса, которая взаимодействует с окружающей средой и поэтому может легко распознаваться иммунной системой, сказал Галлахер.
Тем не менее, разработка лекарств или вакцин будет сложной задачей. Галлахер сказал, что лечение и вакцины должны быть не только эффективными против вируса, но и безопасными для людей. Чиновники Центров США по контролю и профилактике заболеваний заявили, что самая ранняя вакцина против коронавируса может быть получена через год - полтора года.
