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las ayudas de la microscopia del Cryo-electrón analizan mecanismos de la infección de coronaviruses detalladamente

La microscopia y la superinformática de alta resolución del cryo-electrón ahora han permitido analizar detalladamente los mecanismos de la infección de coronaviruses. Estos virus son notorios para atacar las vías respiratorias de seres humanos y de animales.

Un equipo de investigación que los científicos incluidos de la universidad de Washington (UW), del Pasteur Institute y de la universidad de Utrecht han obtenido un modelo atómico de una proteína del pico del coronavirus que asciende el asiento en las células. El análisis del modelo está ofreciendo las ideas para las estrategias vaccíneas específicas. Los resultados del estudio se contornean en un estudio Remedio-llevado UW reciente publicado en naturaleza. David Veesler, profesor adjunto de UW de la bioquímica, dirigió el proyecto.

Estos virus, con sus coronas de picos, casi son responsables de un tercero de suave, frío-como síntomas y la pulmonía anormal por todo el mundo, Veesler explicó. Pero las formas mortales de coronaviruses emergieron bajo la forma de SARS-CoV (coronavirus de la neumonía asiática) en 2002 y de MERS-CoV (coronavirus respiratorio del síndrome de Oriente Medio) en 2012 con regímenes de fatalidad entre el 10 por ciento al 37 por ciento.

Estos brotes de pulmonía mortal mostraron que los coronaviruses pueden transmitir de diversos animales a la gente. Actualmente, solamente seis coronaviruses se saben para infectar a gente, pero muchos coronaviruses infectan naturalmente animales. Los brotes mortales recientes resultaron de los coronaviruses que superaban la barrera de especie. Esto sugiere que el otro coronavirus nuevo, emergente con potencial pandémico sea probable emerger. No hay vacunas aprobadas o tratamientos antivirus contra los SARS-CoV o MERS-CoV.

La capacidad de coronaviruses de sujetar a y de incorporar las células específicas es mediada por una glicoproteína del pico de la transmembrana. Forma los trímeros que adornan la superficie del virus. Los trímeros son estructuras montadas a partir de tres unidades idénticas de la proteína. La estructura los investigadores estudiados está responsable de atar a y de fundir con la membrana de una célula viva. El pico determina qué clase de animales y qué tipos de células en sus carrocerías puede infectar cada coronavirus.

Usando avanzado, la único microscopia del cryo-electrón de la partícula y análisis de la superinformática, Veesler y sus colegas revelaron la configuración de un trímero de la glicoproteína del pico del coronavirus del ratón. Destaparon un nivel de detalle sin precedente. La resolución es 4 angstromes, una unidad de medida que expresa la talla de átomos y las distancias entre ellas y que es equivalente a un décimo de un nanómetro.

“La estructura se mantiene en su estado de la pre-fusión, y después experimenta los cambios importantes para accionar la fusión del viral y las membranas del ordenador principal y la infección iniciado,” Veesler explicaron.

La maquinaria de la fusión del coronavirus es evocadora de las proteínas de la fusión encontradas en otra familia de virus, los paramyxoviruses, que incluyen el virus sincitial respiratorio (la causa de cabeza de hospitalizaciones infantiles y jadear en niños) así como los virus que causan el sarampión y paperas. Esta semejanza implica que las proteínas de la fusión del coronavirus y del paramixovirus podrían emplear mecanismos similares para ascender el asiento viral y para compartir un origen evolutivo común.

Los investigadores también compararon las estructuras cristalinas de las partes de la proteína del pico en coronaviruses del ratón y del ser humano. Sus conclusión ofrecen pistas en cuanto a cómo la estructura molecular de estos dominios de la proteína pudo influenciar que la especie animal específica el virus puede infectar.

Los investigadores también analizaban la estructura para los objetivos posibles para el diseño vaccíneo y las terapias antivirus. Observaron que el filo exterior del trímero del pico del coronavirus tiene un péptido de la fusión - una cadena de aminoácidos - que está implicada en asiento viral en las células huesped. La accesibilidad fácil de este péptido, y su semejanza prevista entre varios coronaviruses, sugiere estrategias vaccíneas posibles para neutralizar una variedad de estos virus.

“Nuestros estudios revelaron una debilidad en esta familia de virus que pueden ser un objetivo ideal para los coronaviruses de neutralización,” Veesler dijeron.

Puede haber una manera, los investigadores conocidos, para sacar los anticuerpos ampliamente de neutralización que reconocen este péptido periférico. Los anticuerpos de neutralización protegen contra infecciones parando un mecanismo en un patógeno. Los anticuerpos ampliamente de neutralización serían efectivos contra varias deformaciones del patógeno, en este caso coronaviruses. La estructura física del péptido de la fusión inspira las ideas para el diseño de las proteínas que lo incapacitarían.

Las “pequeños moléculas o andamios de la proteína se pudieron diseñar eventual para atar a este sitio,” Veesler dijo, “obstaculizar la inserción del péptido de la fusión en la membrana de la célula huesped y evitar que experimente los cambios conducentes a la fusión con la célula huesped. Esperamos que éste pudiera ser el caso, solamente mucho más trabajo necesitamos ser hechos para ver si es posible.”

Se prevee que la estructura de la proteína del pico del coronavirus descrita en esta carta a la naturaleza se asemeje a otras proteínas del pico del coronavirus.

“Por lo tanto, la estructura que analizábamos en el ratón el coronavirus es probable ser representante de la configuración de otras proteínas del pico del coronavirus tales como los de MERS-CoV y de los SARS-CoV,” los investigadores observados.

Los investigadores resumieron su papel, “nuestros resultados ahora ofrecen un marco para entender el asiento del coronavirus y para sugerir las maneras para prevenir o tratar los brotes futuros del coronavirus.”

“Tales estrategias,” Veesler dijo, “sea aplicable a varios coronaviruses existentes y a las deformaciones futuras emergentes del coronavirus que conservan esta misma estructura para las células que entran.”

Source:

University of Washington Health Sciences/UW Medicine