Суперкомпьютер показал, почему новые варианты коронавируса более заразны и смертельны

Суперкомпьютер TACC Frontera (Texas Advanced Computing Center) помог ученым выяснить, почему и как варианты коронавируса в Великобритании и Южной Африке более заразны и смертельны.

Все вирусы мутируют, поскольку они копируют себя, чтобы распространяться. SARS-CoV-2 , вирус, вызывающий COVID-19, не стал исключением. Сейчас существует более 4 000 вариантов COVID-19, от которого во время пандемии уже погибло более 2,7 млн человек во всем мире.

Британский вариант, также известный как B.1.1.7, впервые обнаружен в сентябре 2020 года и сейчас вызывает 98% всех случаев COVID-19 в Соединенном Королевстве. Также он распространился примерно в 100 других странах, включая Францию, Данию и США.

Всемирная организация здравоохранения заявляет, что B.1.1.7 является одним из нескольких вариантов, вызывающих озабоченность, наряду с другими, появившимися в Южной Африке и Бразилии. «Варианты вируса в Великобритании, Южной Африке и Бразилии более заразны и легче избавляются от иммунитета, чем исходный вирус, — объясняет Виктор Падилья-Санчес, научный сотрудник Католического университета Америки. — Нам нужно понять, почему они более заразны и во многих случаях более смертоносны».

Все три варианта претерпели изменения в своем спайковом белке — той части вируса, которая прикрепляется к клеткам человека. В результате они лучше заражают клетки и распространяются.

В исследовательской статье для журнала Research Ideas and Outcomes Падилья-Санчес подробно обсуждает варианты мутаций Великобритании и Южной Африки. Он представляет вычислительный анализ структуры гликопротеина шипа, связанного с рецептором ACE2, которые мутировали. В его статье излагается причина, по которой эти варианты лучше связываются с клетками человека.

«Я анализировал недавно опубликованную структуру шипа SARS-CoV-2, связанного с рецептором ACE2, и выяснил, почему новые варианты более передаются6 — сказал он. — Эти результаты получены с использованием программного обеспечения Калифорнийского университета в Сан-Франциско Chimera и моделирования молекулярной динамики с использованием суперкомпьютера Frontera Техасского центра передовых вычислений (TACC)».

Падилья-Санчес обнаружил, что британский вариант имеет много мутаций в шиповом гликопротеине. Но наиболее важной является одна мутация, N501Y, в рецепторсвязывающем домене, который взаимодействует с рецептором ACE2.

«Мутация N501Y обеспечивает гораздо более высокую эффективность связывания, что, в свою очередь, делает вирус более заразным. Этот вариант доминирует Соединенном Королевстве и распространяется в других странах мира», — сказал он.

Южноафриканский вариант коронавируса появился в октябре 2020 года и имеет более важные изменения в шипованном белке. Это делает его более опасным, чем британский вариант. Он включает в себя ключевую мутацию E484K. Она помогает вирусу уклоняться от антител и частей иммунной системы. В итоге организм не может бороться с вирусом, даже после вакцины.

Падилья-Санчес провел структурный анализ, изучив кристаллическую структуру вируса. По его словам, нынешние вакцины не обязательно будут эффективны против британского и южноафриканского вариантов. «Для них потребуются собственные вакцины. Нам потребуется столько же вакцин, сколько и появятся вариантов», — заключает ученый.

Источник: https://hightech.fm

25.03.2021