Il virus SARS-CoV-2, come non l'abbiamo mai visto prima: questo è il modello 3D più dettagliato ottenuto finora
Sebbene siano invisibili, esistono diverse tecniche all'avanguardia che ci consentono di modellare i virus in tre dimensioni. Questa è diventata un'arte negli ultimi anni, come dimostra questo modello del SARS-CoV-2.
Queste immagini corrispondono alla rappresentazione tridimensionale più specifica e dettagliata, ottenuta su scala atomica, fino ad oggi. Per modellare il coronavirus, sono state necessarie centinaia di dati genetici e la consultazione di dozzine di virologi. Ma il risultato ci aiuterà a capire meglio come funziona il virus.
Il modello più dettagliato del coronavirus
La società Visual Science lavora nella modellazione 3D orientata alle esigenze scientifiche. Tra i modelli che generano il maggior interesse per la comunità scientifica ci sono quelli delle proteine complesse, in particolare i virus. I virus, ricordate, non sono organismi viventi, ma molecole in grado di svolgere compiti sorprendenti.
I coronavirus (non SARS-CoV-2) erano stati già fotografati con la microfotografia elettronica. Con questo modello, tuttavia, possiamo capire meglio cosa si vede al microscopio. Inoltre, puoi vedere con incredibile dettaglio come appare ogni parte del virus.
Modello 3D del virus SARS-CoV-2 a risoluzione atomica da Visual Science su Vimeo.
Pertanto, il modello mostra in dimensioni proporzionali come il capside, il rivestimento che circonda il materiale genetico del virus, viene catturato dalle glicoproteine appuntite. Queste strutture sono le protagoniste del processo infettivo, poiché sono quelle che si legano alla cellula umana e iniziano il processo. Al suo interno è possibile vedere l'RNA tipico dei coronavirus, che contiene tutte le informazioni necessarie per formare i suoi componenti, nonché le istruzioni per dirottare il macchinario cellulare e copiarlo all'interno dell'host.
Questo modello non si limita ad essere esteticamente impressionante ma ha un incredibile successo, spiegano esperti virologi in coronavirus come il dottor Jason S. McLellan, del Dipartimento di Biologia molecolare presso gli Stati Uniti del Texas; e il Dr. Benjamin Neuman, professore e presidente della Society for Biological Sciences di Texarkana, consulenti scientifici del modello. Questi ricercatori spiegano come questo design mostri in modo molto accurato i dati finora conosciuti.
Come modellare una particella
Cosa c'è di speciale in un modello 3D? A differenza di altri modelli, quelli realizzati con proteine e particelle non sono un mero lavoro artistico di interpretazione. Al contrario, ci sono diverse tecniche molto specifiche per realizzare questi modelli. Tra questi vi è la modellazione di omologia, che è una tecnica di calcolo che prevede con una sicurezza del 99% il modo in cui un atomo viene posizionato rispetto a ciò che lo circonda.
Naturalmente, questo non è facile e richiede un'incredibile quantità di dati e la sua elaborazione. In particolare, in SARS-CoV-2, sono stati richiesti i dati generali sulle particelle che il virus contiene (il suo capside, glicoproteine esterne, RNA ...), oltre a dati specifici. Questi sono i più complicati da ottenere poiché fanno parte del lavoro che è attualmente in corso in molti laboratori in tutto il mondo che stanno testando il virus contro il tempo.
In essi, semplificando molto, diverse parti del virus sono osservate dalla cristallografia e altre tecniche simili. In altri laboratori, il lavoro viene svolto sequenziando il genoma e analizzando quali proteine esprime il materiale genetico. Con tutti questi dati, i virologi possono creare un "ritratto robotico" della struttura del virus, che è confermato secondo modelli matematici computazionali.
Pertanto, questi modelli di particelle sono tra i più precisi e utili, poiché ci consentono di prevedere le regioni attive e i possibili obiettivi terapeutici. Ritornando a questo modello, secondo il team di Visual Science, ha lavorato con il materiale scientifico più recente e si è consultato con una dozzina di virologi esperti in SARS-CoV.
"Utilizziamo le informazioni scientifiche pubblicate sul virus e le strutture dei componenti virali disponibili nella banca dati delle proteine come punto di partenza", ha affermato Yury Stefanov, direttore scientifico di Visual Science. Dopo un'attenta e accurata analisi dei dati, abbiamo ricostruito modelli completi delle proteine virali e delle loro interazioni utilizzando un software di biologia computazionale, e poi assemblato l'intero modello virion basato su queste strutture ", ha confermato.
Immagini | Unsplash
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