CryoEM desbloquea la comprensión de la evolución de COVID-19
Representación de la superficie del pico alfa. La imagen muestra cuando ACE2 se mezcla con el pico de la variante alfa en presencia del inhibidor de furina I.ACE2 está coloreado en verde, con los monómeros del pico coloreados en azul, vara de oro y marrón rosado. Crédito: Instituto Francis Crick
Los investigadores del Instituto Francis Crick han identificado cambios estructurales en las variantes de COVID-19 que brindan pistas sobre cómo evolucionó el virus para tener mayores niveles de infectividad.
A lo largo de la pandemia de COVID-19, el SARS-CoV-2 ha desarrollado variantes con diferencias en la estructura de la proteína del pico del virus. Los cambios en este pico afectan la forma en que el virus se une a las células y las infecta, lo cual es parte de lo que controla la infectividad.
En su estudio, publicado hoy (viernes 4 de marzo) en Nature Communications, los científicos utilizaron microscopía crioelectrónica de alta resolución para identificar cambios estructurales en la proteína espiga de las variantes alfa y beta, que surgieron durante el pandemia en 2020.
Descubrieron que un cambio en el pico alfa significa que es más estable cuando se une al receptor de células humanas, ACE2, en comparación con la cepa original del virus. Es probable que esta mayor estabilidad haga que el proceso de unión e infección del virus a la célula sea más efectivo para el virus.
El pico beta tiene una sustitución diferente, K417N, que los autores proponen que es crucial para organizar el pico en una forma más abierta, que prepara la espiga para unirse al receptor celular.
Estos dos cambios, que provocan una mayor estabilidad y una formación de espiga más abierta, también están presentes en la variante omicron.
Representación superficial del pico Beta. La imagen muestra el pico Beta. Monómeros de la espiga de color azul, vara de oro y marrón rosado. Crédito: Instituto Francis Crick
Antoni Wrobel, coautor principal y becario de capacitación posdoctoral en el Laboratorio de Biología Estructural de Procesos de Enfermedades en Crick, dice: «Nuestro objetivo es comprender las etapas de evolución por las que ha pasado este virus , lo cual es importante ya que algunos de los cambios que hemos visto en las variantes alfa y beta se han observado en variantes posteriores y podrían estar presentes en las futuras».
Los investigadores también encontraron que ambas variantes tienen la misma sustitución, llamada N501Y, en sus dominios de unión al receptor, que es donde el virus se une a las células humanas. Cuando esta sustitución está presente junto con otra, llamada D614G, hace que el virus se una más fuertemente a las células en comparación con el virus original. Para alfa, la unión fue seis veces más fuerte y para beta fue dos veces más fuerte.
Esta observación podría explicar por qué las variantes posteriores evolucionaron a partir de una variante anterior con la sustitución D614G en lugar de seguir un camino evolutivo diferente.
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El coautor principal y becario de formación posdoctoral en el Laboratorio de Biología Estructural de Procesos de Enfermedades de Crick, Donald Benton, explica: «Nuestro trabajo propone tres mecanismos generales a través de los cuales ha evolucionado el pico en la población humana. Podemos ver cómo las sustituciones de aminoácidos clave han llevado a que la proteína espiga desarrolle una mayor estabilidad, una estructura más abierta y la capacidad de formar enlaces más fuertes con los receptores de células humanas Estos cambios ayudan al virus a alcanzar mayores niveles de infectividad, es decir, su capacidad para establecer un infección en un huésped».
Steve Gamblin, autor y líder de grupo del Laboratorio de Biología Estructural de Procesos de Enfermedades en Crick, dice: «La estructura del SARS-CoV-2 ha cambiado repetidamente medida que el virus ha evolucionado, con cambios que aumentan la eficacia del virus para infectar células. La microscopía crioelectrónica proporciona una herramienta valiosa para explorar estos cambios y ayudarnos a comprender mejor cómo los cambios genéticos se corresponden con los cambios en la estructura de las puntas y la unión del receptor».
Los investigadores de Crick continúan estudiando el SARS-CoV. -2, incluso para comprender cómo afecta el sistema inmunitario y cuánta protección brindan las vacunas.
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Los investigadores descubren cómo las mutaciones en el pico del SARS-CoV-2 podrían conducir a una mayor infectividad Más información: Antoni G. Wrobel et al, Evolution of the SARS-CoV-2 spike protein in the human host, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-28768-w.doi.org /10.1038/s41467-022-28768-w Información del diario: Nature Communications
Proporcionado por The Francis Crick Institute Cita: CryoEM desbloquea la comprensión de la evolución de COVID-19 ( 2022, 4 de marzo) recuperado el 29 de agosto de 2022 de https://medicalxpress.com/news/2022-03-cryoem-covid-evolution.html Este documento está sujeto a derechos de autor. Aparte de cualquier trato justo con fines de estudio o investigación privados, ninguna parte puede reproducirse sin el permiso por escrito. El contenido se proporciona únicamente con fines informativos.