Una física de la Universidad de California, Riverside, y su exalumna graduada modelaron con éxito la formación del SARS-CoV-2, el virus que propaga la COVID-19, por primera vez.

En un artículo publicado en Viruses , una revista, Roya Zandi, profesora de física y astronomía en la UCR, y Siyu Li, investigadora postdoctoral en el Laboratorio de Materiales del Lago Songshan en China, ofrecen una comprensión general del ensamblaje y la formación del SARS-CoV-2 a partir de sus componentes constituyentes. .

"Comprender el ensamblaje viral siempre ha sido un paso clave que conduce a estrategias terapéuticas", dijo Zandi. "Numerosos experimentos y simulaciones de virus como el VIH y el virus de la hepatitis B han tenido un impacto notable en dilucidar su ensamblaje y proporcionar medios para combatirlos. Incluso las preguntas más simples sobre la formación del SARS-CoV-2 siguen sin respuesta".

Zandi explicó que un paso crítico en el ciclo de vida de cualquier virus es el empaquetamiento de su genoma en nuevos viriones o partículas de virus. Esta es una tarea especialmente desafiante para los coronavirus, como el SARS-CoV-2, con sus genomas de ARN muy grandes. De hecho, los coronavirus tienen el genoma más grande conocido para un virus que utiliza ARN como material genético.

El SARS-CoV-2 tiene cuatro proteínas estructurales:Envoltura (E), Membrana (M), Nucleocápsida (N) y Espiga (S). Las proteínas estructurales M, E y N son esenciales para el ensamblaje y la formación de la envoltura viral, la capa más externa del virus que protege al virus y ayuda a facilitar la entrada a las células huésped. Este proceso ocurre en la membrana del compartimento intermedio del retículo endoplásmico de Golgi, o ERGIC, un sistema de membrana complejo que proporciona al coronavirus su envoltura lipídica. El ensamblaje de los coronavirus es único en comparación con muchos otros virus, ya que este proceso ocurre en la membrana ERGIC.

La mayoría de los estudios computacionales hasta la fecha utilizan modelos de granularidad gruesa en los que solo se utilizan detalles relevantes a gran escala para imitar los componentes virales. A lo largo de los años, los modelos de granularidad gruesa han explicado varios procesos de ensamblaje de virus que han conducido a importantes descubrimientos.

"En este artículo, utilizando modelos de grano grueso, hemos podido modelar con éxito la formación de SARS-CoV-2:las proteínas N condensan el ARN para formar el complejo RNP compacto, que interactúa con las proteínas M que están incrustadas en la membrana lipídica", dijo Zandi.

Agregó que la "getación", que es cuando una parte de la membrana comienza a curvarse, completa la formación del virus. El modelo que desarrollaron Zandi y Li les permitió explorar los mecanismos de oligomerización de proteínas, la condensación de ARN por proteínas estructurales y las interacciones entre proteínas y membranas celulares. También les permitió predecir los factores que controlan el ensamblaje del virus.

“Nuestro trabajo revela ingredientes y componentes clave que contribuyen al empaquetamiento del genoma largo del SARS-CoV-2”, dijo Li. "Los estudios experimentales sobre el papel específico de cada una de las diversas proteínas estructurales involucradas en la formación de partículas virales están aumentando, pero muchos detalles siguen sin estar claros".

Según Zandi, la información presentada en el trabajo de investigación y la comparación de los hallazgos con los observados experimentalmente podrían proporcionar algunos de estos detalles e informar el diseño de medicamentos antivirales efectivos para detener los coronavirus en la etapa de ensamblaje.

"Los aspectos físicos del ensamblaje del coronavirus explorados dentro de nuestro modelo son de interés no solo para los científicos físicos que comienzan a aplicar métodos basados ​​en la física al estudio de los virus envueltos, sino también para los virólogos que intentan localizar las interacciones proteicas clave en el ensamblaje y la gemación del virus". " ella dijo. "Ahora comprendemos mejor qué interacciones son importantes para el empaquetamiento del genoma y la formación del virus. Esta es la primera vez que hemos podido ajustar la interacción entre el genoma y las proteínas y obtener la condensación del genoma. y la asamblea simultáneamente."

El título del artículo es "Modelado biofísico del ensamblaje del SARS-CoV-2:condensación y gemación del genoma". + Explora más

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