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le guide di microscopia dell'Cryo-elettrone analizzano dettagliatamente i meccanismi di infezione dei coronaviruses

La microscopia ed il supercomputing ad alta definizione dell'cryo-elettrone ora hanno permesso di analizzare dettagliatamente i meccanismi di infezione dei coronaviruses. Questi virus sono rinomati per l'attacco delle vie respiratorie degli esseri umani e degli animali.

Un gruppo di ricerca che gli scienziati inclusi dall'università di Washington (UW), dal Pasteur Institute e dall'università di Utrecht ha ottenuto un modello atomico di una proteina della punta di coronavirus che promuove l'entrata nelle celle. L'analisi del modello sta fornendo le idee per le strategie vaccino specifiche. I risultati di studio sono descritti da uno in uno studio guidato da medicina recente di UW pubblicato in natura. David Veesler, assistente universitario di UW della biochimica, ha diretto il progetto.

Questi virus, con le loro corone delle punte, sono responsabili quasi di un terzo dei sintomi delicati e del tipo di fredda e la polmonite atipica universalmente, Veesler ha spiegato. Ma i moduli micidiali dei coronaviruses sono emerso nel 2002 sotto forma di SAR-CoV (coronavirus di sindrome respiratorio acuto severo) e di MERS-CoV (coronavirus respiratorio di sindrome di Medio Oriente) nel 2012 con i tassi di mortalità fra 10 per cento - 37 per cento.

Questi scoppi di polmonite micidiale hanno indicato che i coronaviruses possono trasmettere dai vari animali alla gente. Corrente, soltanto sei coronaviruses sono conosciuti per infettare la gente, ma molti coronaviruses infettano naturalmente gli animali. Gli scoppi micidiali recenti sono derivato dai coronaviruses che superano la barriera di specie. Ciò suggerisce che l'altro nuovo, coronavirus emergente con potenziale pandemico sia probabile emergere. Non ci sono vaccini approvati o i trattamenti antivirali contro SAR-CoV o MERS-CoV.

La capacità dei coronaviruses di fissare a ed entrare nelle celle specifiche è mediata da una glicoproteina della punta del transmembrane. Forma i trimeri che decorano la superficie del virus. I trimeri sono strutture montate da tre unità identiche della proteina. La struttura i ricercatori studiati è incaricata dell'associazione a e della fusione con la membrana di una cella vivente. La punta determina che generi di animali e che tipo di celle nei loro organismi ogni coronavirus può infettare.

Facendo uso dello stato dell'arte, la singola microscopia dell'cryo-elettrone della particella ed analisi di supercomputing, Veesler ed i suoi colleghi hanno rivelato l'architettura di un trimero della glicoproteina della punta di coronavirus del mouse. Hanno scoperto un livello di dettaglio senza precedenti. La risoluzione è 4 angstrom, un'unità di misura che esprime la dimensione degli atomi e le distanze loro e che è equivalente ad un decimo di un nanometro.

“La struttura è mantenuta nel suo stato di pre-fusione e poi subisce le riorganizzazioni importanti per avviare la fusione del virale e le membrane ospite e l'infezione iniziata,„ Veesler hanno spiegato.

Il macchinario di fusione di coronavirus è rievocativo delle proteine di fusione trovate in un'altra famiglia dei virus, il paramixovirus, che includono il virus respiratorio sinciziale (la causa principale delle ospedalizzazioni infantili e ansare nei bambini) come pure i virus che causano il morbillo e la parotite epidemica. Questa rassomiglianza implica che le proteine di fusione del paramixovirus e di coronavirus potrebbero impiegare i simili meccanismi per promuovere l'entrata virale e per dividere un'origine evolutiva comune.

I ricercatori egualmente hanno confrontato i sistemi cristallini delle parti della proteina della punta nei coronaviruses dell'essere umano e del mouse. I loro risultati forniscono le bugne quanto a come la struttura molecolare di questi domini della proteina potrebbe influenzare che le specie animali specifiche il virus può infettare.

I ricercatori egualmente hanno analizzato la struttura per gli obiettivi possibili per progettazione vaccino e le terapie antivirali. Hanno osservato che la barriera esterna del trimero della punta di coronavirus ha un peptide di fusione - una catena degli amminoacidi - che è compresa nell'entrata virale nelle cellule ospiti. L'accessibilità facile di questo peptide e la sua similarità prevista fra una serie di coronaviruses, suggerisce le strategie vaccino possibili per neutralizzare vari questi virus.

“I nostri studi hanno rivelato una debolezza in questa famiglia dei virus che possono essere un obiettivo ideale per i coronaviruses di neutralizzazione,„ Veesler hanno detto.

Ci può essere un modo, i ricercatori celebri, per suscitare gli anticorpi largamente di neutralizzazione che riconoscono questo peptide periferico. Gli anticorpi di neutralizzazione proteggono dalle infezioni fermando un meccanismo in un agente patogeno. Gli anticorpi largamente di neutralizzazione sarebbero efficaci contro parecchi sforzi dell'agente patogeno, in questo caso coronaviruses. La struttura fisica del peptide di fusione ispira le idee per la progettazione delle proteine che la renderebbero non valida.

“Le piccole molecole o impalcature della proteina potrebbero finalmente essere destinate per legare a questo sito,„ Veesler ha detto, “di ostacolare l'inserzione del peptide di fusione nella membrana cellulare ospite e di impedirlo subire i cambiamenti tendenti a fusione con la cellula ospite. Speriamo che questo potrebbe essere il caso, ma molto più lavoro dobbiamo essere fatti per vedere se è possibile.„

La struttura della proteina della punta di coronavirus descritta in questa lettera alla natura si pensa che somigli ad altre proteine della punta di coronavirus.

“Di conseguenza, la struttura che abbiamo analizzato nel coronavirus del mouse è probabile essere rappresentante dell'architettura di altre proteine della punta di coronavirus come quelle di MERS-CoV e di SAR-CoV,„ i ricercatori osservati.

I ricercatori hanno riassunto il loro documento, “i nostri risultati ora forniscono una struttura per capire l'entrata di coronavirus e per suggerire i modi per impedire o il trattamento degli scoppi futuri di coronavirus.„

“Tali strategie,„ Veesler ha detto, “sia applicabile a parecchi coronaviruses attuali ed agli sforzi futuri emergenti del coronavirus che conservano questa stessa struttura per le celle entranti.„

Source:

University of Washington Health Sciences/UW Medicine