Nucleocapsid phosphoprotein (màu xanh) của SARS-CoV-2 (N) (màu xám) đóng vai trò quan trọng trong nhiều quá trình của chu trình lây nhiễm SARS-CoV-2, bao gồm sao chép và phiên mã, đóng gói và bảo vệ RNA bộ gen (gRNA) (màu đỏ). Protein N tồn tại dưới dạng dung dịch lưỡng tính và tương tác chủ yếu với gRNA thông qua vùng đầu cuối N có cấu trúc của nó. N liên kết với RNA đa lượng và khi có nhiều protein N hơn, sự tương tác ổn định giữa RNA và protein xảy ra, tạo ra nucleocapsid có tổ chức. Hình ảnh huỳnh quang của 1-1000 RNA với thẻ huỳnh quang Cy3 chứng minh rằng RNA-Cy3 với sự bổ sung FL-N sẽ trở nên có tổ chức và cô đặc (nền dấu chấm đỏ). Tín dụng: Đại học Khoa học OSU

Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học Bang Oregon đã thực hiện một bước quan trọng đối với các loại thuốc và vắc-xin mới để chống lại COVID-19 bằng cách đi sâu vào tương tác của một protein với vật liệu di truyền SARS-CoV-2.

Protein nucleocapsid của virus, hoặc protein N, là mục tiêu chính cho các biện pháp can thiệp chống lại bệnh tật vì những công việc quan trọng mà nó thực hiện đối với chu trình lây nhiễm mới của coronavirus và vì nó đột biến với tốc độ tương đối chậm. Các loại thuốc và vắc xin được chế tạo dựa trên hoạt động của protein N có khả năng đạt hiệu quả cao và trong thời gian dài hơn – tức là ít bị kháng thuốc hơn.

Trong số các protein SARS-CoV-2, protein N là đối tác lớn nhất của RNA virus. RNA nắm giữ các chỉ dẫn di truyền mà virus sử dụng để khiến các tế bào sống, chẳng hạn như tế bào người, tự tạo ra nhiều tế bào hơn, và protein N liên kết với RNA và bảo vệ nó.

Được công bố trên Tạp chí Biophysical, những phát hiện này là một bước khởi đầu quan trọng cho các nghiên cứu bổ sung về protein N và các tương tác của nó với RNA như một phần của quá trình xem xét kỹ lưỡng các cơ chế lây nhiễm, lây truyền và kiểm soát SARS-CoV-2.

Elisar Barbar, giáo sư hóa sinh và lý sinh tại bang Oregon, và tiến sĩ. ứng cử viên Heather Masson-Forsythe dẫn đầu cuộc nghiên cứu với sự giúp đỡ của các sinh viên đại học Joaquin Rodriguez và Seth Pinckney. Các nhà nghiên cứu đã sử dụng một loạt các kỹ thuật lý sinh để đo những thay đổi về kích thước và hình dạng của protein N khi liên kết với một đoạn RNA bộ gen – 1.000 nucleotide của bộ gen 30.000 nucleotide.

Barbar cho biết: “Bộ gen khá lớn đối với virus và cần nhiều bản sao của protein N để bám vào RNA để tạo cho virus hình dạng hình cầu cần thiết để virus tạo ra nhiều bản sao của chính nó. “Nghiên cứu của chúng tôi giúp chúng tôi xác định số lượng bản sao của N là cần thiết và mức độ gần nhau của chúng khi chúng dính vào RNA. “Các nghiên cứu lý sinh về N với các phân đoạn lớn của RNA bằng cộng hưởng từ hạt nhân là rất hiếm, Barbar nói, vì khó khăn trong việc chuẩn bị protein N bị rối loạn một phần và các phân đoạn RNA dài, cả hai đều dễ bị tập hợp và phân hủy, nhưng những nghiên cứu này là một đặc sản của phòng thí nghiệm Barbar. Các nghiên cứu của các nhà nghiên cứu khác thường chỉ giới hạn ở các đoạn RNA nhỏ hơn nhiều và các đoạn protein N. nhỏ hơn.

Thay vì chỉ xem xét các vùng liên kết RNA của protein N, chế độ xem 1.000 nucleotide cho phép các nhà khoa học biết rằng protein liên kết mạnh hơn nhiều khi nó là một dimer có chiều dài đầy đủ – hai bản sao gắn vào nhau – và để xác định các vùng của protein cần thiết cho sự liên kết RNA.

Masson-Forsythe cho biết: “Protein đầy đủ có các phần cấu trúc nhưng thực sự rất linh hoạt, vì vậy chúng tôi biết rằng sự linh hoạt này rất quan trọng đối với sự liên kết RNA,” Masson-Forsythe nói. “Chúng ta cũng biết rằng khi protein N bắt đầu liên kết với RNA dài hơn, kết quả là một tập hợp đa dạng các phức hợp protein / RNA liên kết trái ngược với một cách liên kết.”

Do đó, các loại thuốc ngăn cản sự linh hoạt của protein N sẽ là một con đường tiềm năng cho các nhà nghiên cứu dược phẩm, cô nói. Một khả năng khác là thuốc phá vỡ bất kỳ phức hợp protein / RNA nào được chứng minh là có ý nghĩa đặc biệt.

Quỹ tài trợ khái niệm ban đầu cho Nghiên cứu Khám phá (EAGER) của Tổ chức Khoa học Quốc gia đã hỗ trợ nghiên cứu này thông qua Bộ phận Khoa học Sinh học Phân tử và Tế bào của NSF. Cơ sở cộng hưởng từ hạt nhân của Bang Oregon được sử dụng trong nghiên cứu được tài trợ một phần bởi Viện Y tế Quốc gia và Quỹ từ thiện MJ Murdock, và NIH cũng hỗ trợ phần thu thập dữ liệu khối phổ bản địa của nghiên cứu.

Zhen Yu, Richard Cooley, Phillip Zhu và Patrick Reardon ở Bang Oregon và James Prell và Amber Rolland của Đại học Oregon là những nhà nghiên cứu khác trong dự án.

(Nguồn scitechdaily.com)