Wie drei Mutationen zusammenarbeiten, um neue SARS-CoV-2-Varianten voranzutreiben

Die Forscher testeten, wie drei Mutationen die Interaktion zwischen einem Schlüsselteil des Virus (grau) und dem menschlichen Protein, an das es bindet (orange), veränderten. Kredit: Biochemie 2022

Wie Sturmwellen, die ein Schiff schlagen, haben neue Versionen des SARS-CoV-2-Virus eine nach der anderen die Welt erschüttert. Kürzlich haben Wissenschaftler, die diese Varianten im Auge behalten, einen Trend bemerkt: Viele tragen denselben Satz von drei Mutationen. In einer neuen Studie in ACS ‘ Biochemieuntersuchten die Forscher, wie diese Mutationen die Funktionsweise eines Schlüsselteils des Virus verändern. Ihre Experimente zeigen, wie diese Triade Eigenschaften verändert, die sie benötigt, um eine COVID-19-Infektion zu verursachen und aufrechtzuerhalten.

Das SARS-CoV-2-Virus hat menschliche Zellen gezwungen, seine zu kopieren genetischer Code unzählige Male in den letzten Jahren, und dabei sind Fehler aufgetreten. Diese Fehler, bzw Mutationen, sind der Rohstoff für neue Varianten. Wissenschaftler haben herausgefunden, dass fast die Hälfte der genetischen Sequenzen innerhalb von Varianten drei Mutationen an den Positionen K417, E484 und N501 enthalten.

Alle diese Veränderungen optimieren denselben Teil des Virus, der als Rezeptorbindungsdomäne bekannt ist und die SARS-CoV-2-Infektion ermöglicht menschliche Zellen indem sie sich an ihr ACE2-Protein anheften. Das weit verbreitete Vorkommen dieser Kombination legt nahe, dass diese Mutationen zusammen dem Virus Vorteile verschaffen, die mit einer einzigen Änderung nicht möglich wären. Vaibhav Upadhyay, Krishna Mallela und Kollegen wollten die Vor- und Nachteile jeder dieser drei Mutationen einzeln und in Kombination herausarbeiten.

In einem ersten Schritt stellten die Forscher Domänen her, die die Mutationen enthielten, und untersuchten ihre Auswirkungen in Zellen, die in Petrischalen gezüchtet wurden. Das Team untersuchte, wie gut Zellen die Domäne produzieren können, sowie die Stabilität der Domäne, die Fähigkeit, an ACE2 zu binden und die Fähigkeit, Antikörpern auszuweichen. Die Ergebnisse zeigten, dass jede Mutation mindestens eines dieser Merkmale verstärkt, jedoch zu einem Preis.

Wie drei Mutationen zusammenarbeiten, um neue SARS-CoV-2-Varianten voranzutreiben

Grafische Zusammenfassung. Anerkennung: Biochemie (2022). DOI: 10.1021 / acs.biochem.2c00132

Die K417-Änderung erhöhte beispielsweise die Produktion und Stabilität der Domäne und verbesserte gleichzeitig ihre Fähigkeit, einem Antikörpertyp zu entkommen. Es verringerte sich jedoch auch die Domain‘s Fähigkeit, sich an ACE2 anzuhängen. Die beiden anderen Mutationen hatten unterschiedliche Stärken und Schwächen. Aber alles in allem milderten die Änderungen die negativen Auswirkungen der anderen. Domänen mit allen drei Mutationen konnten ACE2 fest binden und zwei Arten von Antikörpern entkommen, wurden aber auch in ähnlichen Mengen wie das ursprüngliche Virus produziert und waren genauso stabil. Indem Sie die Details darüber aufdecken, wie natürliche Selektion eine Kombination von Mutationen begünstigen können, bieten diese Ergebnisse neue Einblicke Virus Evolution, so die Forscher.


Antikörper, der ein breites Spektrum von gefundenen Sarbecoviren hemmt


Mehr Informationen:
Vaibhav Upadhyay et al, Convergent Evolution of Multiple Mutations Improves the Viral Fitness of SARS-CoV-2 Variants by Balancing Positive and Negative Selection, Biochemie (2022). DOI: 10.1021 / acs.biochem.2c00132

Zur Verfügung gestellt von
Amerikanische Chemische Gesellschaft

Zitat: Wie drei Mutationen zusammenwirken, um neue SARS-CoV-2-Varianten anzuspornen (2022, 17. Mai), abgerufen am 17. Mai 2022 von https://phys.org/news/2022-05-mutations-spur-sars-cov-variants. html

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