Новые детали структуры SARS-CoV-2

Исследование под руководством Вустерского политехнического института (WPI) позволило получить более чёткие структурные детали вируса COVID-19. Моделирование показало, что вирус имеет эллиптическую форму и «дышит» — меняет форму при движении в организме. Открытие, которое может привести к новым противовирусным терапиям и ускоренной разработке вакцин, опубликовано в журнале Structure.

«Это критически важные знания, необходимые нам для борьбы с будущими пандемиями», — заявил Дмитрий Коркин, профессор компьютерных наук и ведущий исследователь проекта.

Используя информацию генетического секвенирования и огромный массив реальных данных о пандемическом вирусе, команда Коркина в партнёрстве с группой Сьеверта-Яна Марринка из Университета Гронингена (Нидерланды) создала на суперкомпьютере в Техасе вычислительную модель оболочки вируса в «почти атомарных деталях». Такая детализация ранее была недоступна даже для самых мощных микроскопов и методов визуализации.

Компьютер с помощью структурной биоинформатики и вычислительной биофизики создал собственную картину частицы SARS-CoV-2. Модель показала, что вирус скорее эллиптический, чем сферический, и способен менять форму.

Работа также позволила лучше понять, в частности, M-белки — недооценённые и упускаемые из виду компоненты вирусной оболочки. M-белки образуют димеры и играют роль в изменении формы частицы: они сохраняют общую структуру гибкой, обеспечивая при этом внутреннюю треугольную сетчатую структуру, которая делает её remarkably resilient. Снаружи белки собираются в загадочные нитевидные структуры, требующие дальнейшего изучения.

Разработанная исследователями структурная модель расширяет уже известные данные об архитектуре оболочки вируса SARS-CoV-2, а также вирусов, связанных со вспышками SARS и MERS. Вычислительный протокол, использованный для создания модели, может быть применён для более быстрого моделирования будущих коронавирусов.

«Свойства оболочки SARS-CoV-2, вероятно, схожи с другими коронавирусами, — сказал Коркин. — В конечном итоге знания о свойствах мембранных белков коронавируса могут привести к новым методам лечения и вакцинам для будущих вирусов».

Новые результаты, опубликованные в Structure, стали итогом трёх лет работы и основаны на более ранней работе Коркина по созданию первой 3D-карты вируса в начале пандемии на основе информации о генетической последовательности первого изолированного штамма из Китая.