Треугольные шипы — ключ к передаче коронавируса, показало новое исследование

Исследователи из Окинавского института науки и технологий (OIST) и Университета Куинс (Канада) использовали методы минимизации энергии для изучения заряженных белков на вирусных частицах SARS-CoV-2. Их работа, опубликованная в Physics of Fluids, показывает, как форма шипов (пепломеров) вируса способствует его высокой заразности.

Форма имеет значение

• Распространённая модель вируса — сфера с шипами-сферами — является упрощённой.
• Реальные шипы коронавируса состоят из трёх небольших сфер, сложенных в треугольную форму.

Влияние на вращательную диффузию

Частица вируса в жидкости (капельках слюны) не только движется, но и вращается. Скорость этого вращения — вращательная диффузия — влияет на способность вируса:

• Выравниваться и прикрепляться к клеткам-мишеням.
• Низкая вращательная диффузия облегчает прикрепление и повышает эффективность заражения.

Ключевой результат моделирования

Исследователи смоделировали частицу с 74 шипами, заменив сферические шипы на трёхсферные треугольные. Это привело к снижению вращательной диффузии на 39%. Тенденция сохранялась при добавлении большего числа шипов.

Вывод: Треугольная форма шипов SARS-CoV-2 снижает его вращательную диффузию, что, вероятно, способствует более эффективному заражению и объясняет высокую скорость распространения вируса.

Ограничения и дальнейшие исследования

Модель предполагает, что шипы одинаково заряжены и жёстко закреплены, а тело вириона — идеальная сфера. В реальности шипы могут быть гибкими, а заряды — распределены неравномерно. Эти факторы станут предметом дальнейшего изучения.

Связь с фундаментальной наукой

Исследование связано с задачей, поставленной физиком Дж. Дж. Томсоном более века назад: как определённое количество зарядов распределится по сфере. Это подчёркивает важность фундаментальных исследований для решения современных проблем.