Uma física da Universidade da Califórnia, Riverside, e seu ex-aluno de pós-graduação modelaram com sucesso a formação do SARS-CoV-2, o vírus que espalha o COVID-19, pela primeira vez.
Em um artigo publicado em Viruses , um jornal, Roya Zandi, professor de física e astronomia da UCR, e Siyu Li, pesquisador de pós-doutorado no Laboratório de Materiais do Lago Songshan na China, oferecem uma compreensão geral da montagem e formação do SARS-CoV-2 a partir de seus componentes constituintes .

"Compreender a montagem viral sempre foi um passo fundamental para as estratégias terapêuticas", disse Zandi. "Vários experimentos e simulações de vírus como o HIV e o vírus da hepatite B tiveram um impacto notável na elucidação de sua montagem e no fornecimento de meios para combatê-los. Mesmo as perguntas mais simples sobre a formação do SARS-CoV-2 permanecem sem resposta."

Zandi explicou que uma etapa crítica no ciclo de vida de qualquer vírus é a embalagem de seu genoma em novos vírions ou partículas de vírus. Esta é uma tarefa especialmente desafiadora para os coronavírus, como o SARS-CoV-2, com seus genomas de RNA muito grandes. De fato, os coronavírus têm o maior genoma conhecido por um vírus que usa RNA como seu material genético.

O SARS-CoV-2 possui quatro proteínas estruturais:Envelope (E), Membrana (M), Nucleocapsid (N) e Spike (S). As proteínas estruturais M, E e N são essenciais para a montagem e formação do envelope viral — a camada mais externa do vírus que protege o vírus e ajuda a facilitar a entrada nas células hospedeiras. Esse processo ocorre na membrana do Compartimento Intermediário de Golgi do Retículo Endoplasmático, ou ERGIC, um sistema de membrana complexo que fornece ao coronavírus seu envelope lipídico. A montagem de coronavírus é única em comparação com muitos outros vírus, pois esse processo ocorre na membrana ERGIC.

A maioria dos estudos computacionais até hoje usa modelos de granulação grossa, onde apenas detalhes relevantes em grandes escalas de comprimento são usados ​​para imitar os componentes virais. Ao longo dos anos, os modelos de granulação grossa explicaram vários processos de montagem de vírus levando a importantes descobertas.

"Neste artigo, usando modelos de granulação grossa, conseguimos modelar com sucesso a formação do SARS-CoV-2:as proteínas N condensam o RNA para formar o complexo RNP compacto, que interage com as proteínas M que estão incorporadas em a membrana lipídica", disse Zandi.

Ela acrescentou que o "brotamento", que é quando uma parte da membrana começa a se curvar, completa a formação do vírus. O modelo desenvolvido por Zandi e Li permitiu-lhes explorar mecanismos de oligomerização de proteínas, condensação de RNA por proteínas estruturais e interações membrana-proteína celular. Também lhes permitiu prever os fatores que controlam a montagem do vírus.

“Nosso trabalho revela os principais ingredientes e componentes que contribuem para a embalagem do longo genoma do SARS-CoV-2”, disse Li. "Os estudos experimentais sobre o papel específico de cada uma das várias proteínas estruturais envolvidas na formação de partículas virais estão crescendo, mas muitos detalhes permanecem obscuros".

De acordo com Zandi, o insight apresentado no trabalho de pesquisa e a comparação dos resultados com os observados experimentalmente podem fornecer alguns desses detalhes e informar o design de medicamentos antivirais eficazes para deter os coronavírus na fase de montagem.

"Os aspectos físicos da montagem de coronavírus explorados em nosso modelo são de interesse não apenas para cientistas físicos que começam a aplicar métodos baseados em física ao estudo de vírus envelopados, mas também para virologistas que tentam localizar as principais interações de proteínas na montagem e brotamento de vírus. " ela disse. "Agora temos uma melhor compreensão de quais interações são importantes para o empacotamento do genoma e a formação do vírus. Esta é a primeira vez que conseguimos ajustar a interação entre o genoma e as proteínas e obter a condensação do genoma e a assembléia simultaneamente."

O título do artigo é "Modelagem biofísica da montagem do SARS-CoV-2:condensação e brotamento do genoma". + Explorar mais

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