At fange COVID-vrikken:Forskere udvikler en ny måde at visualisere, hvordan spikeprotein viser sine bevægelser

Forskere ved University of California, San Diego, har udviklet en ny måde at visualisere bevægelserne af spidsproteinet på overfladen af ​​SARS-CoV-2-virussen, patogenet, der forårsager COVID-19.

Spikeproteinet er en kritisk komponent i virussen, og det er målet for mange vacciner og behandlinger. Spikeproteinet ændrer sig dog også konstant, hvilket gør det svært for forskere at udvikle effektive behandlinger.

Den nye visualiseringsteknik, kaldet kryo-elektronmikroskopi (cryo-EM), giver forskere mulighed for at se spidsproteinet i hidtil usete detaljer. cryo-EM går ud på at afkøle spidsproteinet til meget lave temperaturer og derefter bruge et elektronmikroskop til at tage billeder af det.

De resulterende billeder viser spidsproteinet i dets naturlige tilstand, og de giver videnskabsmænd mulighed for at se, hvordan proteinet bevæger sig og ændrer form.

Disse oplysninger er afgørende for at forstå, hvordan virussen inficerer celler, og hvordan vacciner og behandlinger kan udvikles til at blokere infektionen.

Forskerne offentliggjorde deres resultater i tidsskriftet Nature.

Sådan virker cryo-EM

Cryo-EM er en relativt ny teknik, der er blevet brugt til at studere strukturen af ​​proteiner og andre biologiske molekyler. Det involverer frysning af prøven til meget lave temperaturer, hvilket forhindrer molekylerne i at bevæge sig og tillader dem at blive afbildet i deres naturlige tilstand.

Elektronmikroskopet, der bruges i cryo-EM, er meget kraftigere end et traditionelt lysmikroskop, og det kan producere billeder med meget højere opløsning. Dette giver forskerne mulighed for at se detaljerne i spikeproteinet i hidtil usete detaljer.

Hvad forskerne fandt

Forskerne brugte cryo-EM til at afbilde spikeproteinet i to forskellige tilstande:præfusionstilstanden og postfusionstilstanden.

Præfusionstilstanden er den tilstand, hvor spidsproteinet er placeret på overfladen af ​​virussen. I denne tilstand er proteinet i en lukket konformation, og det er ikke i stand til at inficere celler.

Postfusionstilstanden er den tilstand, hvor spidsproteinet er fusioneret med membranen af ​​en værtscelle. I denne tilstand er proteinet i en åben konformation, og det er i stand til at sprøjte virusets genetiske materiale ind i cellen.

Forskerne fandt ud af, at spikeproteinet undergår en række ændringer i form, når det går fra præfusionstilstanden til postfusionstilstanden. Disse ændringer er afgørende for, at virussen kan inficere celler.

Konsekvenser for udvikling af vaccine og behandling

De nye oplysninger om spidsproteinets bevægelser kan hjælpe forskere med at udvikle mere effektive vacciner og behandlinger mod COVID-19.

Vacciner, der er målrettet mod spidsproteinet, kunne designes til at blokere proteinet i at ændre form, hvilket ville forhindre virussen i at inficere celler. Behandlinger, der er målrettet mod spikeproteinet, kunne også designes til at blokere proteinet i at fusionere med værtscellernes membran.

Forskerne håber, at deres resultater vil være med til at fremskynde udviklingen af ​​nye behandlinger og vacciner mod COVID-19.