Новое понимание механизма заражения COVID-19
Национальный центр дейтерирования Австралийской организации по ядерной науке и технологиям (ANSTO) предоставил дейтерированный холестерин для международного исследования. Цель — лучше понять, как S-белок (Spike) вируса COVID, SARS-CoV-2, заражает клетки человека через механизм слияния мембран.
В дейтерированных соединениях водород заменён на дейтерий. Дейтерированный холестерин использовали как молекулярный зонд для определения порядка слоёв мембраны и распределения холестерина в ней.
Исследователи из Института Лауэ-Ланжевена, Кембриджского университета и Национального исследовательского совета Италии выяснили, как фузионные пептиды (короткие белковые последовательности) инициируют заражение COVID, используя модель мембранных взаимодействий.
Эти пептиды действуют как мост между мембраной клетки-хозяина и вирусной оболочкой, способствуя слиянию.
Критическая стадия заражения наступает, когда оболочка S-белка коронавируса SARS-CoV-2 сливается с мембраной клетки-хозяина, открывая путь для проникновения вируса.
Исследование, опубликованное в The Journal of the American Chemical Society, дало детальную картину роли специфических фузионных пептидов Spike SARS-CoV-2 в процессе слияния. Работа была размещена на обложке журнала.
Помимо прояснения двух возможных молекулярных механизмов, учёные обнаружили, что на взаимодействие пептидов с мембраной клетки-хозяина влияют как кальций, так и холестерин.
Команда использовала набор нейтронных методов анализа, включая нейтронную рефлектометрию и малоугловое нейтронное рассеяние. Это позволило различить слои вирусной и клеточной мембран, а также понять их динамические изменения.
Холестерин был ключевым компонентом модели клеточной мембраны и критически важен для её функции в данном исследовании.
«Слой дейтерированного холестерина обеспечивал контраст, который можно было отличить от других компонентов слоя», — пояснил доктор Роберт Рассел.
Было обнаружено, что наличие или отсутствие кальция может влиять на ориентацию молекулы холестерина, заставляя слой становиться толще или тоньше.
«Национальный центр дейтерирования получает международное признание за поставку высокоочищенных дейтерированных липидов, таких как холестерин, для биомедицинских исследований. У нас есть несколько международных коллабораций, поддерживающих исследования COVID», — сказал доктор Тамим Дарвиш.
«Наше предприятие может производить относительно большие количества, которые обычно необходимы в нейтронных экспериментах, и мы держим их в запасе.
Хотя нейтронное рассеяние для этого исследования проводилось в Институте Лауэ-Ланжевена во Франции, многие пользователи предпочитают приезжать в ANSTO, чтобы использовать наши инструменты для нейтронного рассеяния, поскольку они могут легко получить специализированные дейтерированные соединения от NDF».
Национальный центр дейтерирования ANSTO — единственное в Австралии предприятие по молекулярному дейтерированию, частично финансируемое Национальной стратегией исследовательской инфраструктуры (NCRIS) — инициативой правительства Австралии.