neděle 16. ledna 2022 Ctirad

Delta versus omikron. Na olomoucké přírodovědě zkoumají mutace s využitím vlastních 3D modelů

Na olomoucké přírodovědecké fakultě vytvořili 3D modely proteinů variant koronaviru delta a omikron, které pomohou lépe pochopit jejich rozdílné vlastnosti a chování. Na modelech u jednotlivých variant lze pozorovat rozdíly v mutacích na spike proteinu, což je hrot na povrchu viru. Tyto změny podle autora modelů Karla Berky způsobují větší nakažlivost varianty omikron a nižší účinnost protilátek.

„V celkovém počtu mutací se mezi sebou obě varianty příliš neliší, mají jich přibližně 55. Čím se ale odlišují velmi, to je koncentrace těchto mutací na spike proteinu, pomocí kterého virus proniká do lidské buňky. Zatímco delta jich tam má zhruba šest, omikron přibližně 25. Navíc jsou koncentrovány na interakční ploše určené jak pro lidský ACE2 protein, na který se spike protein váže, tak i pro protilátky," popsal Karel Berka z katedry fyzikální chemie hlavní rozdíly mezi variantami delta a omikron, které ukázaly modely spike proteinů jednotlivých variant. K názorné vizualizaci proteinů koronaviru vytvořil vědec z olomoucké univerzity s využitím serveru SwissModel.

Mutace na spike proteinu omikronu už v listopady dávaly tušit jeho výrazně vyšší nakažlivost, a tedy i potenciál rychleji se šířit v lidské populaci. „Všiml jsem si, že mutace na špičce spike proteinu povedou ke zvýšení pozitivního náboje na takzvaný receptor-binding domain (RBD), která se tak bude silněji vázat na převážně negativně nabitý lidský ACE2 protein. Zároveň se ale zeslabí vazba spike proteinu varianty omikron na stávající protilátky, což sníží jejich účinnost. Obě hypotézy byly následně potvrzeny i experimentálně," uvedl Berka. Tyto rozdíly v mutacích na spike proteinech jsou podle něj také zřejmě příčinou odlišného klinického obrazu nemoci covid-19 u variant delta a omikron.

Genom viru SARS-CoV-2 má zhruba 30 tisíc nukleotidů, které kódují přibližně 25 proteinů a peptidů. „Dnes již máme k dispozici experimentální struktury od většiny z nich, takže není složité namodelovat pomocí homologního modelování jejich mutanty. Při porovnávání variant jsem sledoval především vliv mutací na spike protein. Modelování probíhalo na serveru SwissModel a využil jsem při něm experimentální struktury v takzvaném otevřeném stavu, ve kterém se váží na lidský ACE2 protein, který je hlavním cílem obou variant koronavirových nákaz," doplnil Berka.

Strukturní modely spike proteinů variant koronaviru delta a omikron jsou jedním z výsledků práce skupiny českých vědců, kteří od loňského jara průběžně sekvenují jednotlivé varianty viru SARS-CoV-2 v české populaci, jež průběžně reportují na serveru COVd. Od léta zde pozorovali pouze jednotlivé podlinie varianty delta, označované jako delta+ nebo AY; zjištěné změny byly přitom minimální a opakovaly se. Vědci se proto domnívali, že podzimní vlna nákazy variantou delta bude poslední, jelikož se zdálo, že SARS-CoV-2 zřejmě narazil na hranici svých možností. Varianta omikron však jejich předpoklady následně vyvrátila.

Unikátní nanomateriál má zlevnit výrobu léků. Vznikal i v Olomouci a připomíná povrch Marsu

K vývoji jedinečného nanomateriálu, který má zrychlit a zlevnit výrobu mnoha léčiv a chemikálií, výrazně přispěli také vědci z Českého institutu výzkumu a pokročilých technologií (CATRIN) při Univerzitě Palackého v Olomouci. Nová látka by mohla...

Ohodnoť článek

Autoři | Foto Stanislav Heloňa

Komentáře

Pro přidání příspěvku se musíte nejdříve přihlásit / registrovat / přihlásit přes Facebook.

Přihlášení uživatele

Zapomenuté heslo

Na zadanou e-mailovou adresu bude zaslán e-mail s odkazem na změnu hesla.