Kính hiển vi điện tử lạnh tạo ra mô hình protein COVID-19 để hỗ trợ thiết kế vắc-xin

Mặc dù nhiều phòng thí nghiệm nghiên cứu của trường đại học đã bị đóng cửa để ngăn chặn sự lây truyền của virus corona Covid-19, nhưng một phòng thí nghiệm vẫn mở là tại Đại học Duke, nơi chứa một cỗ máy mạnh mẽ mà các nhà nghiên cứu của Duke cho rằng sẽ là công cụ phát triển vắc-xin cho vi-rút.

Kính hiển vi điện tử lạnh (cryo-EM) trị giá hàng triệu đô la, Titan Krios, có thể “nhìn thấy” các protein ở mức độ chi tiết nguyên tử bằng cách chụp hàng trăm nghìn hình ảnh phân tử của mẫu vật sinh học, sau đó phân loại và lấy trung bình chúng bằng phần mềm mạnh mẽ để tạo ra một hình ảnh 3D, và cuối cùng là một mô hình protein.

Trong trường hợp của virus corona, nhà khoa học Priyamvada Acharya của Duke và nhóm của cô đang sử dụng cỗ máy này để xác định cấu trúc của protein tăng đột biến của virus corona – một phần của virus nhô ra, gắn với vật chủ và giúp virus xâm nhập vào tế bào người.

Acharya, Tiến sĩ, phó giáo sư phẫu thuật tại Trường Y khoa và giám đốc Bộ phận cho biết: “Chúng tôi đang sử dụng thông tin để tìm hiểu, ở mức cơ bản, chi tiết về cách thức hoạt động của gai và dịch kiến ​​​​thức này để thiết kế vắc-xin”. về Sinh học Cấu trúc tại Viện Vắc xin Người Duke.

Hiểu rõ hơn về cấu trúc và chức năng của gai cũng sẽ giúp nhóm phát triển các móc phân tử để lấy kháng thể từ máu của bệnh nhân COVID-19, có thể được sử dụng để phát triển vắc-xin.

Acharya đã sử dụng một cách tiếp cận tương tự trong nhiệm vụ phát triển vắc-xin HIV.

Cô ấy nói: “Cryo-EM giúp bạn nhanh chóng tìm ra các chi tiết nhỏ của các tương tác giữa các phân tử, từ đó cung cấp cho bạn các công cụ để điều khiển các tương tác đó nhằm tạo ra các loại vắc-xin tốt nhất để kích hoạt hệ thống miễn dịch tạo ra các kháng thể bảo vệ .

Colin Duckett, phó trưởng khoa khoa học cơ bản tại Đại học Duke cho biết: “Khi chúng ta hướng tới việc phát triển một loại vắc-xin an toàn và hiệu quả cho COVID-19, điều bắt buộc là chúng ta phải hiểu phần nào của vi-rút mà chúng ta cần sử dụng để tiêm chủng”. Trường Y. “Các bộ phận phù hợp sẽ đào tạo hệ thống miễn dịch để tiêu diệt các tế bào bị nhiễm virus mà không có tác dụng phụ có hại, nhưng chúng ta chỉ có thể tìm ra điều đó nếu chúng ta biết cấu trúc hoạt động của các protein quan trọng, đặc biệt là protein tăng đột biến. Đó là nơi nhóm của Tiến sĩ Acharya tham gia. Tiến trình mà Tiến sĩ Acharya và nhóm của cô ấy đã đạt được rất nhanh không có gì đáng chú ý.”