Analisis superkomputer mengungkapkan mengapa varian virus korona Inggris dan Afrika Selatan lebih menular dan mematikan

Superkomputer TACC Frontera membantu membangun pola infeksi COVID-19 pilihan.

Semua virus bermutasi saat membuat salinan dirinya sendiri untuk menyebar dan berkembang. SARS-CoV-2, virus penyebab COVID-19 juga tidak berbeda. Saat ini ada lebih dari 4.000 varian COVID-19, yang telah menewaskan lebih dari 2,7 juta orang di seluruh dunia selama pandemi.

Opsi Inggris, juga dikenal sebagai B.1.1.7, pertama kali ditemukan pada September 2020 dan sekarang menyebabkan 98 persen dari semua kasus COVID-19 di Inggris. Dan tampaknya mulai berkembang di sekitar 100 negara lain yang telah menyebar selama beberapa bulan terakhir, termasuk Prancis, Denmark, dan Amerika Serikat.

Organisasi Kesehatan Dunia mengatakan B.1.1.7 adalah salah satu dari beberapa opsi yang mengkhawatirkan, antara lain, yang muncul di Afrika Selatan dan Brasil.

“Varian di Inggris, Afrika Selatan dan Brasil lebih mudah menular dan menghindari kekebalan lebih mudah daripada virus aslinya,” kata Victor Padilla-Sanchez, seorang ilmuwan di Universitas Katolik Amerika. “Kami perlu memahami mengapa mereka lebih menular dan dalam banyak kasus lebih mematikan.”

Ketiga varian tersebut telah mengalami perubahan pada protein proteinnya, bagian dari virus yang menempel pada sel manusia. Akibatnya, mereka lebih baik menginfeksi sel dan menyebar.

Dalam makalah penelitian yang diterbitkan pada Januari 2021 di Ide dan hasil penelitian, Padilla-Sanchez membahas secara rinci opsi untuk Inggris dan Afrika Selatan. Ini menyajikan analisis komputasi dari struktur glikoprotein melompat yang terikat ke reseptor ACE2 di mana mutasi diperkenalkan. Laporannya menguraikan mengapa varian ini mengikat lebih baik ke sel manusia.

“Saya menganalisis struktur puncak SARS-CoV-2 yang diterbitkan baru-baru ini yang terkait dengan reseptor ACE2 dan menemukan mengapa varian baru lebih dapat ditularkan,” katanya. “Penemuan ini dibuat dengan menggunakan software UC San Francisco Chimera dan simulasi dinamika molekul menggunakan superkomputer Texas Computing Center (TACC) Frontera.”

Padilla-Sanchez menemukan bahwa varian di Inggris Raya memiliki banyak mutasi pada lonjakan glikoprotein, tetapi yang paling penting adalah mutasi, N501Y, dalam domain pengikatan reseptor yang berinteraksi dengan reseptor ACE2.

Victor Padilla-Sanchez

Victor Padilla-Sanchez, peneliti di Universitas Katolik Amerika. Kredit: Universitas Katolik Amerika

“Mutasi N501Y ini memberikan efisiensi pengikatan yang jauh lebih tinggi, yang pada gilirannya membuat virus lebih menular. Varian ini menggantikan virus sebelumnya di Inggris dan menyebar ke banyak bagian dunia lainnya, katanya.

Opsi untuk Afrika Selatan muncul pada Oktober 2020 dan memiliki perubahan yang lebih penting pada protein lompatan, yang membuatnya lebih berbahaya daripada opsi di Inggris Raya. Ini melibatkan mutasi kunci – disebut E484K – yang membantu virus menghindari antibodi dan bagian dari sistem kekebalan yang dapat melawan virus corona berdasarkan pengalaman dari infeksi atau vaksin sebelumnya. Karena pilihan menghindari kekebalan, tubuh tidak akan mampu melawan virus. “Kami mulai melihat opsi Afrika Selatan di sini di Amerika Serikat,” katanya.

Padilla-Sanchez melakukan analisis struktural yang memeriksa struktur kristal virus; dan dinamika molekuler untuk mendapatkan temuan ini.

“Tantangan komputasi utama selama studi ini adalah menemukan komputer yang cukup kuat untuk melakukan tugas dinamika molekuler, yang menghasilkan file yang sangat besar dan membutuhkan memori yang besar. Studi ini tidak akan mungkin terjadi tanpa superkomputer Frontera, “kata Padilla-Sanchez.

Menurut Padilla-Sanchez, vaksin saat ini tidak diperlukan untuk menangani varian tersebut. “Pilihannya akan membutuhkan vaksin khusus mereka sendiri. Kami akan membutuhkan begitu banyak vaksin untuk opsi yang muncul. “

Ke depannya, Padilla-Sanchez akan terus mempelajari perubahan yang terjadi dengan SARS-CoV-2.

“Itu adalah proyek yang sangat cepat – studi komputasi berlangsung selama sebulan,” katanya. “Ada banyak laboratorium lain yang melakukan eksperimen laboratorium basah, tetapi studi komputasi tidak banyak. Itulah mengapa saya memutuskan untuk melakukan pekerjaan penting ini sekarang. “

Studi ini, yang disebut “Analisis Struktural SARS-CoV-2 dari Varian Baru Kerajaan Inggris dan Afrika Selatan Binding Receptor Domain”, diterbitkan di Ide dan hasil penelitian pada Januari 2021. Peneliti yang mengerjakan penelitian ini adalah Victor Padilla-Sanchez dari American Catholic University.

Referensi: “SARS-CoV-2” Analisis domain struktural yang menghubungkan reseptor, varian baru dari Inggris dan Afrika Selatan “oleh Victor Padilla-Sanchez, 15 Januari 2021, Ide dan hasil penelitian.
DOI: 10.3897 / rio.7.e62936

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.