Phát hiện sốc điểm yếu quan trọng của virus SARS-CoV-2

[goodidea]

Các nhà nghiên cứu tại viện công nghệ liên bang ETH Zurich đã phát hiện ra một điểm yếu quan trọng của virus SARS-CoV-2 gây bệnh COVID-19.

Đó là sự nhân lên của virus trong các tế bào bị nhiễm bệnh có thể giảm đáng kể nếu quá trình sản xuất protein quan trọng của nó bị gián đoạn.

Khám phá này, được các nhà khoa học mô tả là "gót chân asin của virus SARS-CoV-2" có thể dẫn đến việc phát triển các loại thuốc kháng virus mà cũng có thể điều trị các loại virus corona có liên quan.

Vòng đời thiết yếu của virus

Virus cần tài nguyên của một tế bào bị nhiễm bệnh để tái tạo và sau đó lây nhiễm sang các tế bào và truyền sang các cá thể khác. Một bước thiết yếu trong vòng đời của virus là sản xuất các protein virus mới dựa trên các hướng dẫn trong bộ gen ARN của nó. Theo kế hoạch này, tế bào tổng hợp protein nhờ ribosome (bào quan tổng hợp chuỗi pôlipeptit dưa trên khuôn mã của ARN thông tin), tạo ra các protein của virus.



RNA (màu vàng) của virus SARS-CoV-2 tạo thành cấu trúc pseudoknot (nhiều màu, phía dưới bên phải) dẫn đến sự thay đổi khung của ribosome (màu nâu). Bằng cách này, RNA của virus kiểm soát mức độ sản xuất của các protein virus. Ảnh: Said Sannuga, Cellscape.co.uk / ETH Zurich, The Ban Lab

Trong trường hợp không bị nhiễm virus, ribosome di chuyển dọc theo RNA theo các bước được xác định nghiêm ngặt (đọc ba chữ cái của RNA cùng một lúc. Mã gồm ba chữ cái này xác định axit amin tương ứng đang được gắn vào protein đang phát triển). Tuy nhiên, trong quá trình đọc từng bước bản thiết kế từ axit ribonucleic (phân tử polyme cơ bản có nhiều vai trò sinh học trong mã hóa, dịch mã, điều hòa, và biểu hiện của gene - RNA), ribosome (bộ máy sản xuất protein của chính tế bào) hiếm khi đọc sai trình tự các kí tự RNA. Khi tình trạng này xảy ra, nó được gọi là "hiện tượng lệch khung" và dẫn đến việc đọc sai mã di truyền.

Việc dịch chuyển khung hầu như không bao giờ xảy ra trong các tế bào của chúng ta bởi nếu xảy ra nó sẽ dẫn đến các protein tế bào bị rối loạn chức năng. Tuy nhiên, một số loại virus nhất định, chẳng hạn như virus Corona và HIV, phụ thuộc vào sự kiện chuyển khung để điều chỉnh mức độ protein của virus. Ví dụ, virus SARS-CoV-2 tạo sự chuyển đổi khung bằng cách gấp RNA của nó theo một cách bất thường và phức tạp.

Do đó, vì dịch chuyển khung là điều cần thiết đối với virus nhưng nó hầu như không bao giờ xảy ra trong cơ thể chúng ta, bất kỳ hợp chất nào ức chế chuyển đổi khung bằng cách nhắm mục tiêu vào nếp gấp RNA này đều có thể hữu ích như một loại thuốc để chống lại sự lây nhiễm. Cho đến nay vẫn chưa có thông tin về cách RNA của virus tương tác với ribosome để thúc đẩy quá trình chuyển đổi khung, điều này rất quan trọng đối với sự phát triển của thuốc.

Tìm thấy 2 hợp chất hóa học làm giảm sự nhân lên của virus từ 1.000 đến 10.000 lần

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ ETH Zurich và các trường Đại học Bern, Lausanne và Cork (ở Ireland) đã lần đầu tiên khám phá ra sự tương tác giữa bộ gen của virus và ribosome trong quá trình chuyển đổi khung hình. Kết quả của họ vừa được công bố.

Sử dụng các thí nghiệm sinh hóa phức tạp, các nhà nghiên cứu đã tìm cách bắt được ribosome tại vị trí chuyển đổi khung của bộ gen RNA SARS-CoV-2. Sau đó, họ có thể nghiên cứu phức hợp phân tử này bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử nghiệm lạnh.

Các nhà khoa học cũng cố gắng tác động đặc biệt đến quá trình bằng các chất hóa học. Họ đã tìm thấy 2 hợp chất hóa học làm giảm sự nhân lên của virus từ 1.000 đến 10.000 lần - mà không gây độc cho các tế bào được điều trị bằng các hợp chất hóa học này. Mặc dù những hợp chất này hiện không đủ mạnh để sử dụng làm thuốc điều trị, nhưng nghiên cứu đã chứng minh rằng việc ức chế quá trình chuyển dịch khung của ribosome có ảnh hưởng sâu sắc đến sự nhân lên của virus.

Do thực tế là tất cả virus corona phụ thuộc vào cơ chế chuyển khung nên 1 loại thuốc nhắm vào quá trình này có thể sẽ hữu ích trong việc điều trị các loại virus corona.

Nenad Ban, Giáo sư Sinh học Phân tử tại ETH Zurich và đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: "Công việc trong tương lai của chúng tôi sẽ tập trung vào việc tìm hiểu các cơ chế bảo vệ tế bào ngăn chặn sự chuyển đổi khung của virus, vì điều này có thể hữu ích cho sự phát triển của các hợp chất nhỏ có hoạt tính tương tự".

VietBF@sưu tập