Onderzoekers van het Oregon State University College of Science hebben een belangrijke stap gezet in de richting van nieuwe medicijnen en vaccins voor de bestrijding van COVID-19 met een diepe duik in de interacties van één eiwit met genetisch materiaal van SARS-CoV-2.

Het nucleocapside-eiwit van het virus, of N-eiwit, is een belangrijk doelwit voor ziektebestrijdingsinterventies vanwege de cruciale taken die het vervult voor de infectiecyclus van het nieuwe coronavirus en omdat het in een relatief langzaam tempo muteert. Geneesmiddelen en vaccins die rond het werk van het N-eiwit zijn gebouwd, hebben het potentieel om zeer effectief en voor langere tijd te zijn, d.w.z. minder gevoelig voor weerstand.

Onder de SARS-CoV-2-eiwitten, het N-eiwit is de grootste partner van het virale RNA. Het RNA bevat de genetische instructies die het virus gebruikt om levende cellen te krijgen, zoals menselijke cellen, om meer van zichzelf te maken, en het N-eiwit bindt aan het RNA en beschermt het.

Gepubliceerd in Biofysisch tijdschrift , de bevindingen zijn een belangrijk startpunt voor aanvullende studies van het N-eiwit en zijn interacties met RNA als onderdeel van een grondige blik op de mechanismen van SARS-CoV-2-infectie, transmissie en controle.

Elisar Barbar, hoogleraar biochemie en biofysica aan de staat Oregon, en Ph.D. kandidaat Heather Masson-Forsythe leidde het onderzoek met hulp van niet-gegradueerde studenten Joaquin Rodriguez en Seth Pinckney. De onderzoekers gebruikten een reeks biofysische technieken die veranderingen in de grootte en vorm van het N-eiwit meten wanneer het is gebonden aan een fragment van genomisch RNA-1, 000 nucleotiden van de 30, 000-nucleotide genoom.

"Het genoom is vrij groot voor een virus en er zijn veel kopieën van het N-eiwit nodig om aan het RNA te hechten om het virus de bolvorm te geven die het virus nodig heeft om meer kopieën van zichzelf te maken. " zei Barbar. "Onze studie helpt ons te kwantificeren hoeveel kopieën van N nodig zijn en hoe dicht ze bij elkaar zijn wanneer ze aan het RNA blijven plakken. "

Biofysische studies van N met grote segmenten van RNA door nucleaire magnetische resonantie zijn zeldzaam, Barbar zei, vanwege de moeilijkheid om het gedeeltelijk ongeordende N-eiwit en lange RNA-segmenten te bereiden, zowel vatbaar voor aggregatie als degradatie, maar dit soort onderzoeken is een specialiteit van het Barbar-lab. De studies van andere onderzoekers waren over het algemeen beperkt tot veel kleinere stukjes RNA en kleinere stukjes van het N-eiwit.

In plaats van alleen naar de RNA-bindende gebieden van het N-eiwit te kijken, de 1, Met een weergave van 000 nucleotiden konden wetenschappers leren dat het eiwit veel sterker bindt als het een dimeer van volledige lengte is - twee aan elkaar gehechte kopieën - en om regio's van het eiwit te identificeren die essentieel zijn voor RNA-binding.

"Het volledige eiwit heeft gestructureerde delen, maar is eigenlijk heel flexibel, dus we weten dat deze flexibiliteit belangrijk is voor RNA-binding, Masson-Forsythe zei. "We weten ook dat als N-eiwitten beginnen te binden aan het langere RNA, het resultaat is een diverse verzameling gebonden eiwit/RNA-complexen in plaats van één manier van binding."

Geneesmiddelen die de flexibiliteit van het N-eiwit dwarsbomen, zouden dus een mogelijke weg zijn voor farmaceutische onderzoekers, ze zei. Een andere mogelijkheid zijn medicijnen die een van die eiwit/RNA-complexen verstoren die van bijzonder belang blijken te zijn.