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Un oeil plus attentif à la façon dont COVID-19 endommage les poumons humains

Une étude récente entreprise au ministère de l'énergie des Etats-Unis le laboratoire (DOE) national de Brookhaven fournit le premier modèle détaillé niveau atomique de la protéine d'enveloppe du coronavirus 2 de syndrôme respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2) si attachée aux protéines humaines dans les poumons. L'étude était récent publiée dans des transmissions de nature.

L'installation de cryo-FIN DE SUPPORT

la microscopie de Cryo-électron (cryo-FIN DE SUPPORT) est une technologie de l'image à haute résolution qui emploie les échantillons gelés, les faisceaux d'électrons doux, et le logiciel sophistiqué de représentation pour acquérir des images hautement détaillées. Les électrons utilisés à cryo-FIN DE SUPPORT, ainsi que d'autres formes de fin de support, permettent à des scientifiques de concevoir les molécules biologiques à beaucoup de sur une échelle plus petite en raison de leur extrêmement à ondes courtes. En fait, on l'estime que la longueur d'onde des électrons est 100.000 fois plus courte que celle de la lumière visible.

Dans l'étude actuelle, les chercheurs mettent l'accent sur l'installation de cryo-FIN DE SUPPORT pour analyser SARs-CoV-2. Cette technique surmonte plusieurs des défis qui sont souvent associés à étudier des structures des protéines par d'autres méthodes comme la cristallographie de protéine. Liguo Wang, le directeur scientifique de fonctionnements du laboratoire du laboratoire de Brookhaven pour la structure biomoléculaire (LBMS) continue, « cryo-FIN DE SUPPORT est particulièrement utile pour étudier des protéines de membrane et les composés dynamiques de protéine… avec cette technique, nous avons produit le plan à trois dimensions d'a [tridimensionnel] dont nous pourrions voir comment les différentes éléments protéiques se sont adaptées ensemble. »

Retenue de SARS-CoV-2 au niveau atomique

L'objectif de l'étude actuelle était de gagner une meilleure compréhension de la façon dont SARS-CoV-2 agit l'un sur l'autre avec des protéines une fois qu'il infecte des êtres humains. Les études précédentes ont constaté que la protéine d'enveloppe de SARs-CoV-2, qui est présent membrane extérieure sur virus' à côté de la protéine de la pointe (s), joue un rôle majeur dans l'ensemble des particules neuves de virus dans les cellules infectées. Cet ensemble semble concerner également le détournement des protéines humaines par SARS-CoV-2 pour faciliter son desserrage des cellules et boîte de vitesses à d'autres êtres humains.

Dans leur travail, les chercheurs ont construit un modèle 3D avec de la protéine de SARS-CoV-2 E grippant à une protéine humaine PALS1 appelé de jonction de poumon-cellule. Ceci a été réalisé en mélangeant la protéine d'E à PALS1, en gelant l'échantillon rapidement, et en étudiant l'échantillon gelé avec cryo-FIN DE SUPPORT. Afin de construire une image 3D, les scientifiques avaient l'habitude les outils de calcul variés et l'infrastructure de calcul à leurs installations. En fin de compte, l'image finale de l'interaction de protéines a eu une définition de 3,65 angströms, qui est la taille juste de quelques atomes.

Les 3D modélisent ont permis aux chercheurs de recenser le réseau des acides aminés qui composent la protéine PALS1 et de la façon dont elle forme trois composantes structurelles distinctes. Comparativement, la protéine d'enveloppe de SARS-CoV-2, qui a un réseau beaucoup plus petit des acides aminés, semble former une poche hydrophobe entre deux des domaines PALS1. Avec ce plan 3D, les chercheurs ont fourni une compréhension beaucoup plus détaillée de quelles forces intermoléculaires sont impliquées dans le grippement des protéines d'enveloppe SARS-CoV-2 dans les jonctions qui sont présentes entre les cellules de poumon.

La perturbation de ces jonctions de cellules fait déplacer des cellules immunitaires vers le site d'infection dans un effort pour éliminer SARS-CoV-2. Une fois que les cellules immunitaires atteignent l'endroit infecté, des cytokines, qui sont de petites protéines, sont relâchées. Cette réaction inflammatoire massive est pour cette raison responsable de la tempête de cytokine de `' qui est souvent considérée comme une complication sérieuse de SARS-CoV-2, à mesure qu'elle augmente la possibilité du syndrome de détresse respiratoire aigu. En plus des dégâts que cette interaction de protéines entraîne dans les poumons, elle peut également augmenter la capacité de SARS-CoV-2 d'échapper au poumon et d'atteindre d'autres organes comme le foie, les reins, et les vaisseaux sanguins.

Implications

La compréhension de la dynamique de l'interaction entre la protéine d'enveloppe de SARS-CoV-2 et la protéine PALS1 dans les poumons humains fournit des informations importantes sur la façon dont les coronaviruses assimilés évoluent. Qun que Liu, qui était l'auteur important de l'étude actuelle, continue, « quand la protéine de virus tire PALS1 hors de la jonction de cellules, il pourrait aider la propagation des virus plus facilement. Cela fournirait un avantage sélecteur pour le virus. Tous les traits qui augmentent la survie, écartent, ou le desserrage du virus sont susceptibles d'être maintenus.

Hormis comprendre le développement évolutionnaire des virus aimez SARS-CoV-2, les découvertes de l'étude actuelle fournissent également des scientifiques et des chercheurs autour de qui examinent pour développer la thérapeutique nouvelle contre ce virus. Le développement des médicaments qui sont capables de viser ces interactions de types de protéine permettrait à des scientifiques d'être une opération en avant des mutations SARS-CoV-2 avant qu'on leur permette d'écarter.

Journal reference:
Benedette Cuffari

Written by

Benedette Cuffari

After completing her Bachelor of Science in Toxicology with two minors in Spanish and Chemistry in 2016, Benedette continued her studies to complete her Master of Science in Toxicology in May of 2018. During graduate school, Benedette investigated the dermatotoxicity of mechlorethamine and bendamustine; two nitrogen mustard alkylating agents that are used in anticancer therapy.

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