Zespół naukowców z Instytutu Duke’a Humana wykazał np., że dzięki utworzeniu mutacji

w białku kolca jeden z wariantów zyskał zdolność „przeskakiwania” z ludzi na norki i z

powrotem. Inne odmiany – w tym odmiana Alpha, która pojawiła się po raz pierwszy w Wielkiej

Brytanii, Beta – która pochodzi z Afryki Południowej, czy odmiana Gamma, po raz pierwszy

zidentyfikowana w Brazylii – niezależnie od siebie rozwinęły takie mutacje kolców, które

zwiększyły ich zdolność do szybkiego rozprzestrzeniania się w populacjach ludzkich i

opierały się niektórym przeciwciałom. Kolec na powierzchni wirusa SARS-CoV-2 pomaga

mu przedostawać się do wnętrza komórek gospodarza (człowieka). Zmiany w białku kolców

determinują więc zakaźność wirusa, oraz to, jak daleko i jak szybko się rozprzestrzenia.

Niektóre warianty kolca występują w różnych czasach i różnych miejscach na całym świecie,

a powstały niezależnie od siebie. Aby zwyciężyć z pandemią, musimy zrozumieć mechanikę

tych mutacji.

Dr Acharya i jej współpracownicy ze wspomnianego wyżej Instytutu Instytutu Duke’a Humana, opracowali modele strukturalne do identyfikacji zmian w białku kolca. Za pomocą mikroskopii krioelektronowej mogli zwizualizować tę cząstkę na poziomie atomowym, a testy wiązania poszczególnych białek umożliwiły zespołowi odtworzenie działania prawdziwego wirusa. Następnie zespół wykorzystał analizę obliczeniową do zbudowania modeli pokazujących działające

mechanizmy strukturalne. Budując szkielet kolca, można było zobaczyć, jak się on porusza i

jak ten ruch zmienia się wraz z mutacjami. Różne warianty kolców nie ruszają się w ten sam

sposób, ale wykonują to samo zadanie. Warianty, które po raz pierwszy pojawiły się w Afryce

Południowej i Brazylii, wykorzystują jeden mechanizm, podczas gdy wariant brytyjski i ten

obecny Gamma – inny.

Eksperymenty pokazały jednak, że wszystkie nowe warianty, powstałe w wyniku mutacji

białek kolca, wykazują zwiększoną zdolność do wiązania się z komórkami gospodarza, a w

szczególności z receptorem ACE2. Te same mutacje przyczyniły się jednocześnie do

powstania wirusów mniej podatnych na przeciwciała gospodarza (efekt szczepienny), co

budzi obawy o to, że ciągła kumulacja mutacji kolców może zmniejszyć skuteczność

obecnych szczepionek. Badania rzuciły światło na złożoność tego zjawiska.

To zdumiewające, jak wiele różnych sposobów wirus ma na to, aby stawać się

bardziej zakaźnym i inwazyjnym. Natura jest sprytna!

Autor: Zbigniew Madurowicz