صور مفصلة لبنية SARS-CoV-2 لفهم كيفية مهاجمته للخلايا البشرية

وابتكر فريق من العلماء في الصين الصور الأولى لفيروس كورونا المسبب لمرض "كوفيد-19" في خطوة مهمة على طريق البحث عن لقاح وعلاج.

وعمل الدكتور ساي لي، عالم الأحياء الإنشائية بجامعة تسينغهوا في بكين، مع علماء الفيروسات الذين كانوا يصنعون الفيروس في مختبر للسلامة الحيوية في مدينة هانغتشو.

وعالج فريق من العلماء الفيروس بمادة كيميائية لجعله غير ضار، ثم أرسلوا عينة من سائل مملوء بالفيروس إلى لي.

وعمل لي وفريقه على تقليص حجم الفيروس إلى نقطة واحدة، ثم قام بتجميدها، وفحصها من خلال مجهر إلكتروني.

وقال لي لصحيفة "نيويورك تايمز": "رأيت شاشة مليئة بالفيروسات"، وهو ينظر إلى شيء قياسه أقل من جزء من مليون من البوصة.

وأضاف: "أعتقد أنني كنت أول رجل في العالم يرى الفيروس بمثل هذه الحال وبوضوح.

ومكّن عمل لي العلماء من معرفة كيفية انزلاق  بعض بروتينات الفيروس إلى الخلايا. وتعلم العلماء كيف تسيطر جينات الفيروس الملتوية على الكيمياء الحيوية للجسم.

ولاحظ الفريق كيف تعمل بعض البروتينات الفيروسية على إحداث الفوضى في مصانعنا الخلوية، بينما يقوم البعض الآخر ببناء مشاتل لإنتاج فيروسات جديدة.

ويستخدم بعض العلماء أجهزة كمبيوتر عملاقة لإنشاء فيروسات افتراضية كاملة يأملون في استخدامها لفهم كيفية انتشار الفيروسات الحقيقية بهذه السهولة المدمرة.

إقرأ المزيد

أحد الأعراض الجديدة لـ "كوفيد-19" قد يشير إلى متغيرات في الفيروس التاجي

وقالت رومي أمارو، عالمة الأحياء الحاسوبية بجامعة كاليفورنيا في سان دييغو: "هذه المرة تختلف عن أي شيء اختبره أي منا، فقط من حيث البيانات".

وكانت أمارو وفريقها يدرسون البروتينات، المسماة spike ، التي تثبت سطح الفيروس.

ويتم استخدام بروتينات spike (السنبلة)  بواسطة الفيروس لربط الخلايا في مجرى الهواء لدينا حتى يتمكن الفيروس من الدخول.

وأدرك فريق أمارو، باستخدام صور لي، أن بروتينات spike لم تكن صلبة، لكنها كانت تنثني باستمرار.

واستخدم جيرهارد هامر، عالم الفيزياء الحيوية الحاسوبية في معهد ماكس بلانك للفيزياء الحيوية، وزملاؤه، طريقة لي لالتقاط صور لبروتينات spike المضمنة في غشاء الفيروس، ثم قاموا بإنشاء نماذج أظهرت أن النتوءات كانت تدور على ثلاث مفصلات.

وقال هامر: "من المدهش تماما أن يكون لدى الفيروس مثل هذه السيقان الطويلة النحيلة مع الكثير من المرونة"

ويعتقد هامر أن النتوءات مرنة حتى تتمكن من الدوران ولديها أقصى فرصة للالتصاق بالخلايا في الشعب الهوائية. ومع ذلك، فإن مرونتها تعني أنها أكثر عرضة للهجوم من الأجسام المضادة.

إقرأ المزيد

تلوث الهواء في المناطق الحضرية قد يجعل "كوفيد-19" أكثر فتكا

ويعرف العلماء الآن أن جزيئات السكر تعمل كدرع للمسامير، حيث تدور حولها وتحميها من الأجسام المضادة.

واستخدمت أمارو الصور الآن لمحاولة معرفة كيفية انتشار الفيروس. وذكرت أنها تصنع فيروسات افتراضية على أجهزة الكمبيوتر العملاقة، كل منها يتكون من نصف مليار ذرة.

ويمكن لأجهزة الكمبيوتر محاكاة حركة الفيروسات كل فيمتوثانية: بعبارة أخرى، جزء من المليون من المليار من الثانية.

وعند زفير المصابين بالعدوى أو حين يتحدثون أو يسعلون، فإنهم يطلقون قطرات صغيرة من الماء المحمّل بالفيروسات. وليس من الواضح كم من الوقت يمكن لـ"كوفيد-19" البقاء على قيد الحياة في هذه القطرات.

تخطط أمارو لبناء هذه القطرات، وصولا إلى جزيئات الماء الفردية، على جهاز الكمبيوتر الخاص بها.

وستضيف بعد ذلك الفيروسات وتراقب ما يحدث لها. والعلماء متحمسون للصور الجديدة، ويعتقدون أنها ستمكنهم من تقييم كيفية سيطرة الفيروس على عملياتنا البيولوجية، ثم العمل على منعه.

المصدر: ديلي ميل