Исследователи из UBC первыми в мире провели структурный анализ на молекулярном уровне шипового белка варианта омикрон. Исследование в настоящее время проходит экспертную оценку и доступно в виде препринта на сайте bioRxiv.
Анализ, проведенный с разрешением, близким к атомарному, с использованием криоэлектронного микроскопа, показывает, как сильно мутировавший вариант коронавируса заражает человеческие клетки и имеет способность к ускользанию от иммунитета. Полученные данные проливают новый свет на то, почему омикрон является очень контагиозным, и помогут ускорить разработку более эффективных методов лечения.
Доктор Шрирам Субраманиам, профессор кафедры биохимии и молекулярной биологии медицинского факультета Университета Британской Колумбии, рассказывает о результатах исследования: «Вариант омикрон беспрецедентен тем, что имеет 37 мутаций шипового белка — это в 3–5 раз больше, чем у любого другого варианта, который мы видели. Это важно по двум причинам. Во-первых, потому что спайковый белок — это то, как вирус прикрепляется к человеческим клеткам и заражает их . Во-вторых, потому что антитела прикрепляются к белку шипа, чтобы нейтрализовать вирус. Таким образом, небольшие мутации в шиповом белке могут иметь большое значение для того, как передается вирус, как наше тело борется с ним, и на эффективность лечения».
Несколько мутаций (R493, S496 и R498) создают новые солевые мостики и водородные связи между белком шипа и рецептором клетки человека, известным как ACE2. Это, по-видимому, увеличивает сродство связывания — насколько сильно вирус прикрепляется к клеткам человека— в то время как другие мутации (K417N) уменьшают силу этой связи.
В целом, результаты показывают, что омикрон обладает большей аффинностью связывания, чем исходный вирус SARS-CoV-2, с уровнями, более сопоставимыми с тем, что мы видим с дельта-вариантом. Примечательно, что в ходе эволюции вариант омикрона сохранил свою способность эффективно связываться с клетками человека, несмотря на такие обширные мутации.
«Наши эксперименты подтверждают то, что мы наблюдаем в реальном мире, — что спайковый белок омикрона намного лучше, чем другие варианты, и помогает избежать моноклональных антител, которые обычно используются в качестве лечения, а также помогает избежать иммунитета, вызываемого как вакцинами, так и естественной инфекцией», — продолжает Шрирам Субраманиам. — «Примечательно, что омикрон был менее устойчивым к иммунитету, создаваемому вакцинами, по сравнению с иммунитетом, возникающим в результате естественной инфекции, у невакцинированных пациентов с COVID-19. Это говорит о том, что вакцинация остается нашей лучшей защитой от варианта омикрон».
Обе характеристики, которые наблюдаются в результате спайковых мутаций белков — сильное связывание с человеческими клетками и повышенное ускользание антител — вероятно, способствуют повышенной трансмиссивности варианта омикрона. Это основные механизмы, способствующие быстрому распространению этого варианта, и почему омикрон может очень быстро стать доминирующим вариантом SARS-CoV-2.
Читайте также:
Очень странная Вселенная: явления и объекты в космосе, которые сложно представить
Ученые выдвинули новую теорию происхождения черных дыр
Исследование из Китая: штамм омикрон обходит защиту от вакцинации и перенесенного COVID-19