O vírus Ebola causa uma infecção grave com taxa de mortalidade entre 50% e 90%. As nucleoproteínas do vírus se agrupam em um arranjo helicoidal e encapsulam um genoma de RNA de fita simples, ssRNA, para formar um complexo em forma de bastonete conhecido como nucleocapsídeo, o que é crítico para o funcionamento do vírus. Nucleocapsídeos semelhantes a bastonetes também são encontrados em outros vírus, como SARS-CoV-2, que causa COVID-19.

No Journal of Chemical Physics , cientistas da Universidade de Delaware relatam um estudo computacional deste nucleocapsídeo e mostram que a ligação do ssRNA permite que o nucleocapsídeo mantenha sua forma e integridade estrutural.

Simulações de vírus são difíceis porque os sistemas são muito grandes. Apenas alguns capsídeos, incluindo hepatite B, HPV, HIV-1, e o vírus do mosaico do tabaco via satélite, foram investigados no nível atômico. Simulações de dinâmica molecular do nucleocapsídeo do Ebola, Até a presente data, foram conduzidas apenas de seus constituintes isolados e não no nível atômico.

Este trabalho representa a primeira investigação computacional em nível atômico da montagem do nucleocapsídeo do Ebola. O modelo usado pelos investigadores incluiu todos os átomos na montagem da nucleoproteína helicoidal, o ssRNA, moléculas de água, e até íons, como sódio e cloreto, que estabilizam esta estrutura altamente carregada.

O modelo resultante tem 4,8 milhões de átomos, a saber, a estrutura do nucleocapsídeo com o ssRNA presente e sem ele. O segundo sistema foi incluído como um controle para investigar o papel do ssRNA.

"Descobrimos que a encapsidação de ssRNA resulta na estabilização do nucleocapsídeo do vírus Ebola e é essencial para manter a integridade estrutural de sua montagem helicoidal, "disse o autor Juan Perilla.

Os pesquisadores descobriram que as interações de nucleoproteínas e íons contribuem para a estabilidade do nucleocapsídeo. No nucleocapsídeo do Ebola, as nucleoproteínas se conectam entre si para formar uma montagem helicoidal. Os íons sódio e cloreto foram encontrados para agrupar perto do nucleocapsídeo na simulação para conter suas repulsões de carga.

A estrutura do nucleocapsídeo em forma de bastonete é essencial para a capacidade do vírus Ebola de infectar e escapar dos mecanismos de defesa celular, bem como sua capacidade de se replicar dentro das células hospedeiras. O nucleocapsídeo atua como um arcabouço para a montagem do vírus e como um modelo para a transcrição dos genes do vírus e replicação. Seus papéis críticos durante a infecção o tornam um candidato ideal para intervenção antiviral.

O conhecimento de nível molecular da dinâmica do vírus é necessário para compreender a estrutura e função e apontar vulnerabilidades, mas geralmente é inacessível a partir do experimento. Esses insights estão prontamente disponíveis em simulações de computador, Contudo.

Este estudo deve ajudar os cientistas a desenvolver tratamentos com medicamentos que têm como alvo os nucleocapsídeos virais. Os pesquisadores antecipam que a abordagem metodológica que desenvolveram para o Ebola pode ser usada para estudar outras estruturas helicoidais, como o nucleocapsídeo de SARS-CoV-2.