به نقل از «ایسکانیوز»

چگونه جهش‌های امیکرون آن را به عفونی‌ترین نوع کرونا تبدیل کرده؟

تاریخ انتشار: ۱۱ اسفند ۱۴۰۰ | کد خبر: ۳۴۴۹۵۲۸۹

به گزارش گروه علم و فناوری باشگاه خبرنگاران دانشجویی(ایسکانیوز)؛ تعداد موارد ابتلا به امیکرون بیشتر از موارد ثبت شده در تمام سال ۲۰۲۰ بوده و این آمار دانشمندان را انگشت به دهان گذاشته است. با این حال، محققان معتقدند که با جهش‌های بیشتر، در نهایت این ویروس نابود خواهد شد، اما اینکه جهش امیکرون چگونه توانسته این همه فرد را مبتلا کند، سوژه تحقیق جدید آنها شده است.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

آزمایش‌های اولیه دانشمندان نشان داد که امیکرون در ترکیب شدن با غضای سلول –که برای آلوده کردن آن سلول ضروری است- یا در تکثیر سلول‌های ریه به خوبی نسخه قبلی یعنی دلتا عمل نمی‌کند، اما در عوض موفق شده افرادی را که قبلا به کمک واکسن در برابر ویروس مصون بودند، آلوده کند.

شان-لو لیو، ویروس‌شناس دانشگاه ایالتی اوهایو، در مورد این ویروس می‌گوید: امیکرون یک ویروس استثنائی و از نظر من بسیار عجیب است.

محققان در بوتسوانا و آفریقای جنوبی اولین کسانی بودند که از ترکیب ژنتیکی امیکرون رونمایی کردند. تجزیه و تحلیل آنها بیش از ۶۰ جهش را نشان داد که ۴۲ تای آنها در پروتئین اسپایک –ساختار دکمه‌ای مانند روی سطح ویروس که شروع کننده شکست سلولی است و می‌تواند به فرار از دفاع آنتی‌بادی کمک می‌کند- اتفاق افتاده است. برخی از این جهش‌ها در انواع قبلی از جمله آلفا و دلتا ظاهر شدند، اما امیکرون پیچش‌ها و ترکیبات منحصر به‌فردی از جهش‌ها را به همراه دارد که تاکنون نمونه آن دیده نشده است.

گفتنی است که محققان خبر می‌دهند که یک نسخه برادر از ویروس امیکرون با نام BA.2 وجود دارد که دارای جهش‌های متفاوتی با امیکرون اصلی است و هم‌اکنون در صحنه ظاهر شده است. به نظر می‌رسد که BA.2 کمی عفونی‌تر از نسخه اصلی است و برخی کارشناسان هشدار می‌دهند که می‌تواند شیوع امیکرون را طولانی‌تر کند یا منجر به ایجاد موج دیگری از بیماری شود.

دانشمندان در تلاشند تا دریابند چگونه این تغییرات بر توانایی امیکرون برای آلوده کردن افراد و ایجاد بیماری‌ تاثیر می‌گذارد. آنها در سرتاسر جهان در حال آلوده کردن سلول‌ها در ظروف آزمایشگاهی با تقلید از امیکرون هستند، ویروس را زیر میکروسکوپ می‌گذارند و سوابق پزشکی افراد مبتلا را بررسی می‌کنند تا کشف کنند چه چیزی باعث قدرت زیاد این ویروس شده است. در زیر مواردی را ذکر می‌کنیم که دانشمندان تاکنون در مورد این نسخه کرونای عجیب کشف کرده‌اند:

امیکرون سلول‌های انسان را به سمت خود می‌کشد

راز افزایش قابلیت انتقال امیکرون در حال حاضر کشف نشده، اما محققان چینی در ۱۷ دسامبر گزارش دادند که پروتئین اسپایک قطعا یکی از کلیدهای موفقیت این نسخه جدید است و به امیکرون امکان می‌دهد تقریبا ۱۰ برابر بیشتر از نسخه‌های قبلی سلول‌ها را آلوده کند.

محققان موسسه واکسن انسانی دوک در دورهام می‌گویند: امیکرون از نظر ساختاری با همه گونه‌های قبلی متمایز است. آنها برای بررسی این نوع ویروس از میکروسکوپ الکترونی کرایو و تکنیک‌های دیگری برای بررسی پروتئین اسپایک امیکرون استفاده کردند.

محققان در مطالعات گذشته مشخص کردند که چگونه جهش‌های خاص به گونه‌های بعدی خود منجر شدند. به عنوان مثال، برخی جهش‌های این ویروس در پروتئین اسپایک به آن کمک کرد تا به راحتی با سلول‌های انسانی ترکیب شود. امیکرون برخی از این جهش‌ها را به اشتراک می‌گذارد، اما بسیاری از جهش‌های دیگر را نیز دارد که به شدت نحوه رفتار آن را تغییر می‌دهد. در واقع ویژگی‌های متعدد سنبله یا پروتئین اسپایک امیکرون باعث توانایی این نوع ویروس شده است.

هر یک از میخ‌های دستگیره‌ای امیکرون مانند سایر نسخه‌های قبلی‌اش از سه قطعه یکسان تشکیل شده است که در یک واحد به هم می‌چسبند. هر یک از این بخش‌ها یک قسمت مفصل و انگشت مانند به نام «دامنه اتصال گیرنده» دارند که مانند چنگک به سمت سلول‌های بدن انسان می‌رود تا ویروس را به سلولی که گرفته، متصل کند.

بسیاری از آنتی‌بادی‌هایی که از ورود ویروس به سلول‌ها جلوگیری می‌کنند، این بخش انگشت‌مانند ویروس را هدف قرار می‌دهند، اما امیکرون بند انگشتان خود را به شکلی خم نگه می‌دارد که از دید آنتی‌بادی‌ها پنهان می‌مانند. به همین دلیل است که امیکرون قابلیت انتقال بیشتری نسبت به نسخه‌های قبلی خود دارد و به لطغ جهش در پروتئین سنبله به راحتی می‌تواند از سیستم ایمنی بدن فرار کند.

با امیکرون متضادها جذب می‌شوند

محققان می‌گویند جذابیت ساده یکی از کلیدهای موفقیت امیکرون است. آنها توضیح می‌دهند: در محیط سلولی، پیدا کردن شریک زندگی گاهی بسیار دشوار است و این در حالی است که جهش در دامنه اتصال گیرنده امیکرون باعث به وجود آمدن یک بار الکتریکی مثبت روی بخش انگشت مانند پروتئین اسپایک آن شود.

همین امر باعث می‌شود که سلول ACE2 را که بار الکتریکی منفی دارد جذب کند. ACE2 پروتئین تراغشایی و نقطه اصلی ورود ویروس به سلول بدن میزبان است. حاصل جذب این سلول‌ها ایجاد یک نیروی الکترواستاتیکی است که موجب می‌شود این دو پروتئین همانند بادکنکی که به دیوار چسبیده، حتی از فواصل نسبتا دور به هم متصل شوند.  

محققان دریافته‌اند که جاذبه الکترواستاتیکی امیکرون به ACE2 سه تا پنج برابر بیشتر از نسخه‌های دیگر است و جالب‌تر اینجاست که هنگامی که ویروس به پروتئین انسانی نزدیک می‌شود، انواع دیگر نیروها، از جمله پیوندهای هیدروژنی، این اتصال را تقویت می‌کنند.

امیکرون راه دررو دارد

تیم‌های متعدد محققان در سراسر جهان دریافته‌اند که فاکتور دیگری نیز وجود دارد که امیکرون را خاص می‌کند؛ این نوع ویروس از مسیری برای ورود به سلول انسان استفاده می‌کند که نسخه‌های قبلی استفاده نمی‌کردند.

دو راه عمده برای ورود ویروس کرونا به سلول بدن انسان وجود دارد که هر دو با گرفتن ACE2 شروع می‌شوند. در مسیر مستقیم، یک پروتئین قیچی مانند ویروس به نام TMPRSS2 بخشی از پروتئین سنبله را جدا و بخشی از آن را آشکار می‌کند و در نتیجه به ویروس اجازه می‌دهد با سلول‌های انسانی ترکیب شود و بلافاصله RNA خود را در داخل سلول تخلیه کند تا ویروس‌های جدیدی بسازد. این راهی است که تمام نسخه‌های قبلی کووید ۱۹ وارد سلول‌های انسانی شده‌اند.

اما امیکرون خود را از یک محفظه در داخل غشای سلولی به نام اندوزوم عبور می‌دهد. در آنجا، یک پروتئین قیچی مانند متفاوت به نام کاتپسین L، پروتئین سنبله را می‌شکافد تا به ویروس اجازه دهد تا محتویات خود را به داخل سلول بریزد.

محققان می‌گویند که امیکرون بیشتر به پروتئین کاتپسین L برای ورود به سلول متکی است و در نتیجه نمی‌تواند به خوبی نسخه دلتا با غشای سلولی ترکیب شود. در حالی که ویروس برای ورود به داخل و تکثیر باید با غشای سلولی ترکیب شود، همجوشی بیش از حد ممکن است منجر به ادغام سلول‌ها با یکدیگر و در نهایت مرگ آنها شود و در نتیجه ویروس جایی برای کپی کردن خودش نداشته باشد. اما با وجودی که امیکرون با مهارت خاصی وارد سلول‌های بدن می‌شود، اما برای کشتن سلول‌های میزبان کافی نیست. همین ویژگی نیز باعث می‌شود این نوع ویروس کمتر باعث ایجاد بیماری‌های شدید شود.

امیکرون در ظاهر خفیف است

تنها خبر خوب در مورد امیکرون این است که احتمال کمتری نسبت به نوع دلتا برای ایجاد بیماری شدید دارد و بی‌شک نسبت به دلتا خطرناک نیست. اما با این وجود بیمارستان‌های پر از بیمار کوویدی گواه بر آن است که این ویروس هم می‌تواند بیماری شدید ایجاد کند و یا باعث مرگ شود. آن هم در حالی که واکسن‌ها و مصونیت از ویروس‌های قبلی باید مانع بزرگی در مقابل این ویروس شمرده شوند.

یکی از دلایل ملایم بودن نسبی امیکرون ممکن است این باشد که در سلول‌های مجاری هوایی که ریه‌ها را تغذیه می‌کنند، تکثیر نمی‌شود. همچنین بار مثبت این ویروس ممکن است باعث شود که راحت‌تر از انواع قبلی در مخاط با بار منفی به دام بیفتد.

نسترن صائبی صفت کد خبر: 1131896 برچسب‌ها کرونا

منبع: ایسکانیوز

کلیدواژه: کرونا پروتئین اسپایک سلول های انسان نوع ویروس نسخه های قبلی برای ورود ترکیب شود سلول ها جهش ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت www.iscanews.ir دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «ایسکانیوز» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۴۴۹۵۲۸۹ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

(ویدئو) ثبت رقص و حرکات پروتئین-لیپید برای اولین بار

بدن ما با فعالیت زنده است و مملو از پروتئین‌هایی است که در غشا‌های چربی گیر کرده‌اند یا داخل و خارج از سلول‌های آبکی شناور هستند. اکنون دانشمندان برای اولین بار رقص این دو را به تصویر کشیده‌اند: یک تانگوی مایع حاوی پروتئین‌ها و چربی‌هایی که به‌طور معمول در سلول‌ها حرکت می‌کنند.

به گزارش دیجیاتو، «کیان چن»، دانشمند و مهندس مواد در دانشگاه ایلینویز (UIUC) می‌گوید: «ما فراتر از گرفتن عکس‌های فوری، که ساختار را نشان می‌دهند، اما دینامیک ندارند، پیش می‌رویم تا به‌طور مداوم مولکول‌ها را در آب، یعنی وضعیت اصلی آن‌ها ثبت کنیم. ما واقعاً می‌توانیم ببینیم که چگونه پروتئین‌ها پیکربندی خود را تغییر می‌دهند. یا در این مورد مشاهده کنیم که چگونه کل ساختار خودآرایی شده پروتئین-لیپید در طول زمان نوسان می‌کند.»

روش تصویربرداری

این تیم با بهینه‌سازی یک تکنیک تصویربرداری پرکاربرد به نام «میکروسکوپ الکترونی عبوری»، رقص پر جنب و جوش «نانودیسک» پروتئین غشایی را در مایع به تصویر کشیدند. این نانودیسک‌ها از پروتئین‌هایی تشکیل شده‌اند که در یک دولایه لیپیدی قرار گرفته‌اند که شبیه غشای سلولی است.

این تیم روش خود را «فیلم‌برداری الکترونی» نامیده‌اند و داده‌های ویدیویی را با با مدل‌های رایانه‌ای که درمورد نحوه حرکت مولکول‌ها بر اساس قوانین فیزیک بود، مقایسه و تایید کرده‌اند.

تصور می‌شد که حرکت پروتئین‌های متصل به غشاء، با توجه به گونه‌ای که لیپید‌ها آن‌ها را در جای خود نگه می‌دارند، نسبتاً محدود باشد. با این‌حال، برهم‌کنش‌های بین پروتئین‌ها و لیپید‌ها در فواصل بسیار بزرگ‌تر از آنچه قبلا تصور می‌شد، مشاهده شد.

پروتئین‌های غشایی سلول، حسگر‌ها و گیرنده‌های سیگنال هستند؛ بنابراین این تکنیک می‌تواند به پیشرفت‌های عظیمی در درک ما از نحوه عملکرد آن‌ها منجر شود.

با تکنیک‌های موجود، پروتئین‌ها معمولاً به‌سرعت منجمد یا متبلور می‌شوند، بنابراین حرکت نمی‌کنند و تصویر را مات می‌کنند. یا توسط پرتو ایکس و پرتو الکترون که برای تصویربرداری استفاده می‌شود، آسیب می‌بینند. اما این روش یک تصویر بی‌جان از یک پروتئین ساکن ارائه می‌کند که معمولاً تا و خم می‌شود و دانشمندان را قادر می‌سازد تا بر اساس ساختارش استنباط کنند که چگونه با مولکول‌های دیگر تعامل می‌کند.

برخی از تکنیک‌های تصویربرداری، از یک برچسب مولکولی فلورسنت برای ردیابی مولکول‌ها در حین حرکت، به جای تماشای مستقیم پروتئین استفاده می‌کنند.

در این مورد، محققان یک قطره آب را در داخل دو ورقه نازک گرافن حبس کردند تا از خلاء میکروسکوپ الکترونی محافظت کنند. در این قطره آب، نانودیسک‌هایی از پروتئین‌ها و لیپید‌های بدون برچسب وجود داشت که تیم توانست «رقصیدن مولکول‌ها» را مشاهده کند.

مشاهده رقص مولکول‌ها کد ویدیو دانلود فیلم اصلی

دانشمندان علم مواد حداقل یک دهه تلاش کرده‌اند تا از فعالیت مولکول‌های بیولوژیکی در مایعات فیلم‌برداری کنند. اما نتوانستند به وضوح، دینامیک پروتئین پیوسته را مشاهده کنند.

با برخی تغییرات دقیق در رویکرد، چن و همکارانش مجموعه پروتئین-لیپیدی خود را برای چند دقیقه، نه چند میکروثانیه، تصویر کردند. نکته مهم این است که آن‌ها سرعت نفوذ الکترون‌ها به نمونه را کاهش دادند و روی داربست گرافن کار کردند تا با موفقیت از مجموعه پروتئین-لیپیدی فیلم‌برداری کنند.

«جان اسمیت»، دانشجوی فارغ التحصیل مهندسی مواد UIUC، نویسنده اول مقاله، می‌گوید: «درحال حاضر، این واقعاً تنها راه آزمایشی برای فیلمبرداری از این نوع حرکت در طول زمان است. زندگی در مایع، در حرکت است. ما در تلاش هستیم تا به بهترین جزئیات این ارتباط از روشی تجربی دست یابیم.»

در مورد سایر تلاش‌ها، تکنیک‌های تصویربرداری بهبودیافته، جزئیات باورنکردنی را درمورد انواع اتفاقات میکروسکوپی آشکار می‌کنند. از تماشای نحوه شکل‌گیری پوشش بیرونی ویروس گرفته تا گیراندازی پروتئین‌هایی که به صورت توده در بیماری‌هایی مانند آلزایمر متلاشی می‌شوند.

اکنون هوش مصنوعی را به این ترکیب اضافه کنید تا شکل سه بعدی هر پروتئین شناخته شده برای علم را پیش‌بینی کنید. به‌نظر می‌رسد که دوره جدیدی از تحقیقات بیولوژیکی آغاز شده است.

این تحقیق در Science Advances منتشر شد.