De oorspronkelijke SARS-CoV-2-virale stam die begin 2020 opdook, kon zich vasthouden aan suikers die bekend staan ​​als siaalzuren, die op het oppervlak van menselijke cellen worden aangetroffen, een vermogen dat latere stammen niet behielden.

Deze binding werd gevonden met behulp van een combinatie van magnetische resonantie en uiterst nauwkeurige beeldvorming met hoge resolutie, uitgevoerd aan het Rosalind Franklin Institute en de Universiteit van Oxford, en gepubliceerd in het tijdschrift Science deze week.

Dit unieke vermogen in de vroege stam verhoogt ook de mogelijkheid dat dit is hoe het virus voor het eerst is overgedragen van dieren op mensen.

Daaropvolgende varianten van zorg, zoals Delta en Omicron, hebben dit vermogen niet om siaalzuur te grijpen en vertrouwen op receptoren op hun kroonspikes om zich te hechten aan eiwitten die ACE2 worden genoemd op menselijke cellen.

Een internationaal team onder leiding van wetenschappers van het Rosalind Franklin Institute gebruikte magnetische resonantie en complexe beeldvormingstechnieken om verder te onderzoeken. Met behulp van een nucleaire magnetische resonantie (NMR) spectroscopietechniek genaamd saturation transfer difference, ontwikkelden ze een nieuwe, geavanceerde analysemethode om het complexe probleem aan te pakken. Ze hebben de techniek Universal Saturation Transfer Analysis (uSTA) genoemd.

Professor Ben Davis van het Rosalind Franklin Institute en de Universiteit van Oxford, een van de senior auteurs van het artikel, zei:"Twee van de voortdurende mysteries van de coronaviruspandemie zijn de mechanismen achter virale overdracht en de oorsprong van de zoönotische sprong.

"Er zijn aanwijzingen dat sommige griepvirussen siaalzuur op het oppervlak van menselijke gastheercellen kunnen grijpen, en dit is waargenomen bij het Midden-Oosten Respiratory Syndrome (MERS), dat een coronavirus is. dit mechanisme heeft aangetoond, blijkt uit ons onderzoek dat de virale stam die begin 2020 opdook dit zou kunnen gebruiken als een manier om in menselijke cellen te komen."

Het bindingsmechanisme bevindt zich aan het uiteinde van het N-terminale domein, een deel van het virus dat sneller evolueert. Het domein is eerder betrokken geweest bij binding van siaalzuur, maar totdat het team van het Rosalind Franklin Institute precisiebeeldvorming en analyse met hoge resolutie toepast, was dit niet bewezen.

Over de reden waarom het virus de suikerbindende functie heeft weggegooid omdat het zich heeft ontwikkeld tot nieuwe varianten, veronderstelt professor Davis dat het misschien nodig is voor de eerste zoönotische sprong in de mens van dieren, maar dat het dan kan worden verborgen totdat het weer nodig is - met name als de functie in grote lijnen schadelijk is voor de missie van replicatie en infectie van het virus bij mensen.

De bevinding komt overeen met bewijs van de eerste golf in Italië. Het Italian Genomics Consortium zag een verband tussen de ernst van de ziekte van COVID-19 en genetica, aangezien patiënten met een bepaalde genmutatie – een die het type siaalzuur op cellen beïnvloedt – ondervertegenwoordigd waren op intensive care-afdelingen. Dit suggereerde dat het virus sommige genotypen gemakkelijker kon infecteren dan andere.

Professor James Naismith, directeur van het Rosalind Franklin Institute, zegt:"Met onze ultrahoge precisie-beeldvorming en nieuwe analysemethode kunnen we een voorheen onbekende structuur zien helemaal aan het einde van de SARS-CoV-2-piek. Het verbazingwekkende is dat onze bevinding correleert met wat de Italiaanse onderzoekers opmerkten in de eerste golf, wat suggereert dat dit een sleutelrol speelde bij vroege infectie.

"De nieuwe techniek kan door anderen worden gebruikt om licht te werpen op andere virale structuren en om uiterst gedetailleerde vragen te beantwoorden. Dit werk is een voorbeeld van de unieke technologieën die het Rosalind Franklin Institute heeft ontwikkeld." + Verder verkennen

Nanobodies zijn de sleutel tot het in beeld brengen van COVID-19