El virus del Ébola causa una infección grave con una tasa de mortalidad entre el 50% y el 90%. Las nucleoproteínas en el virus se ensamblan en una disposición helicoidal y encapsulan un genoma de ARN monocatenario, ssRNA, para formar un complejo en forma de varilla conocido como nucleocápside, que es fundamental para la función del virus. Las nucleocápsidas en forma de bastón también se encuentran en otros virus, como el SARS-CoV-2, que causa COVID-19.

En el Revista de física química , Los científicos de la Universidad de Delaware informan sobre un estudio computacional de esta nucleocápside y muestran que la unión del ssRNA permite que la nucleocápside mantenga su forma e integridad estructural.

Las simulaciones de virus son difíciles porque los sistemas son muy grandes. Solo unas pocas cápsides, incluida la hepatitis B, VPH, VIH-1, y el virus satélite del mosaico del tabaco, han sido investigados a nivel atómico. Simulaciones de dinámica molecular de la nucleocápside del Ébola, hasta la fecha, se han realizado sólo de sus constituyentes aislados y no a nivel atómico.

Este trabajo representa la primera investigación computacional a nivel atómico del ensamblaje de la nucleocápside del Ébola. El modelo utilizado por los investigadores incluyó todos los átomos en el ensamblaje de nucleoproteínas helicoidales, el ssRNA, moléculas de agua, e incluso iones, como sodio y cloruro, que estabilizan esta estructura altamente cargada.

El modelo resultante tiene 4.8 millones de átomos, a saber, la estructura de la nucleocápside con el ssRNA presente y sin él. El segundo sistema se incluyó como control para investigar el papel del ssRNA.

"Descubrimos que la encapsidación del ssRNA da como resultado la estabilización de la nucleocápside del virus del Ébola y es esencial para mantener la integridad estructural de su ensamblaje helicoidal, "dijo el autor Juan Perilla.

Los investigadores encontraron que las interacciones e iones de nucleoproteínas contribuyen a la estabilidad de la nucleocápside. En la nucleocápside del Ébola, Las nucleoproteínas se conectan entre sí para formar un ensamblaje helicoidal. Se encontró que los iones de sodio y cloruro se agrupaban cerca de la nucleocápside en la simulación para contrarrestar sus repulsiones de carga.

La estructura de la nucleocápside en forma de bastón es esencial para la capacidad del virus del Ébola de infectar y evadir los mecanismos de defensa celular, así como para su capacidad de replicarse dentro de las células huésped. La nucleocápside actúa como un andamio para el ensamblaje del virus y como una plantilla para la transcripción de los genes del virus y su replicación. Sus funciones críticas durante la infección lo convierten en un candidato ideal para la intervención antiviral.

Se necesita un conocimiento a nivel molecular de la dinámica del virus para comprender la estructura y el funcionamiento y detectar las vulnerabilidades. pero por lo general es inaccesible desde el experimento. Estos conocimientos están fácilmente disponibles a partir de simulaciones por computadora, sin embargo.

Este estudio debería ayudar a los científicos a desarrollar tratamientos farmacológicos que se dirijan a las nucleocápsidas virales. Los investigadores anticipan que el enfoque metodológico que han desarrollado para el ébola se puede utilizar para estudiar otras estructuras helicoidales, como la nucleocápside del SARS-CoV-2.