वायरस के अंदर आनुवंशिक सामग्री प्रोटीन की सुरक्षात्मक परत के बिना लंबे समय तक जीवित नहीं रह सकती है। हालाँकि, जिस प्रक्रिया से ये प्रोटीन वायरल जीनोम को एनकैप्सुलेट (और इसलिए सुरक्षा) करने के लिए इकट्ठा होते हैं, वह अच्छी तरह से समझ में नहीं आता है - विशेष रूप से कोरोनविर्यूज़ के लिए, जिनमें बहुत बड़े आरएनए जीनोम होते हैं। रिवरसाइड, अमेरिका में कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय और चीन में सॉंगशान लेक मैटेरियल्स लेबोरेटरी के शोधकर्ताओं की एक जोड़ी ने अब SARS-CoV-2, कोरोनवायरस जो COVID-19 का कारण बनता है, की असेंबली के दौरान होने वाली बातचीत की पहचान की है और यह पता लगाया है कि ये बातचीत कैसे होती है। जीनोम को एक नए विषाणु में पैक किया जा रहा है। काम इस और अन्य कोरोनविर्यूज़ से लड़ने के लिए दवाओं के डिजाइन और विकास में सहायता कर सकता है।
SARS-CoV-2 में चार संरचनात्मक प्रोटीन होते हैं: लिफाफा (E); झिल्ली (एम); न्यूक्लियोकैप्सिड (एन); और स्पाइक (एस)। एम, ई और एस प्रोटीन वायरस की सबसे बाहरी परत, या लिफाफा बनाने और बनाने के लिए महत्वपूर्ण हैं, जो वायरस को मेजबान कोशिकाओं में प्रवेश करने में मदद करता है और साथ ही इसे नुकसान से बचाता है।
कॉम्पैक्ट राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स
नए काम में, यूसी-रिवरसाइड भौतिक विज्ञानी रोया ज़ांडी और उसके पूर्व स्नातक छात्र सियू ली (जो अब सोंघन झील में पोस्टडॉक हैं) ने इन घटक भागों से SARS-CoV-2 कैसे बनते हैं, इसका अनुकरण करने के लिए मोटे अनाज वाले मॉडल के रूप में जाने जाने वाले कम्प्यूटेशनल टूल का उपयोग किया। ये मॉडल बड़े पैमाने पर वायरल घटकों की नकल करते हैं और वायरस असेंबली प्रक्रियाओं पर बहुमूल्य जानकारी प्रदान करते हैं।
इन मॉडलों का उपयोग करते हुए, जोड़ी ने गणना की कि एन प्रोटीन वायरल आरएनए को एक तथाकथित कॉम्पैक्ट राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स बनाने के लिए संघनित करता है, जो प्रोटीन और आरएनए दोनों से मिलकर अणुओं का एक संयोजन है। यह असेंबली तब लिपिड झिल्ली में एम्बेडेड एम प्रोटीन के साथ संपर्क करती है। अंत में, राइबोन्यूक्लियोप्रोटीन कॉम्प्लेक्स के "बडिंग" के रूप में जानी जाने वाली एक प्रक्रिया होती है, जो वायरल गठन को पूरा करती है।
एन प्रोटीन के बीच इंटरेक्शन बहुत महत्वपूर्ण है
शोधकर्ताओं ने अपने मॉडल में एन प्रोटीन के आकार को साहित्य में वर्णित एक प्रसिद्ध संरचना पर आधारित किया। ज़ांडी बताते हैं, "आरएनए एक नकारात्मक चार्ज बहुलक है और एन प्रोटीन में बहुत सारे सकारात्मक आरोप हैं।" "एन प्रोटीन पर सकारात्मक चार्ज और आरएनए पर नकारात्मक चार्ज के बीच बातचीत के परिणामस्वरूप आरएनए का संघनन होता है।"
ज़ांडी बताते हैं भौतिकी की दुनिया आरएनए संक्षेपण में एन प्रोटीन के बीच की बातचीत बहुत महत्वपूर्ण निकली। "हम अपने सिमुलेशन करने से पहले इस प्रभाव के बारे में नहीं जानते थे," वह आगे कहती हैं।
इस जोड़ी ने एम प्रोटीन को उनकी संरचना और कार्य के आधार पर तैयार किया जैसा कि साहित्य में वर्णित है। उन्होंने इन प्रोटीनों को इस तरह डिजाइन किया कि वे एन प्रोटीन के साथ इंटरैक्ट करते हैं और झिल्ली को मोड़ते भी हैं। "मोटे दाने वाले मॉडल ने हमें प्रोटीन ओलिगोमेराइजेशन के तंत्र को समझने की अनुमति दी है, संरचनात्मक प्रोटीन द्वारा आरएनए संघनन और झिल्ली-प्रोटीन इंटरैक्शन, वायरस असेंबली को नियंत्रित करने वाले कारकों की भविष्यवाणी करते हैं," ली बताते हैं।
सुपर-रिज़ॉल्यूशन माइक्रोस्कोपी से कोरोनावायरस-प्रतिकृति मशीनरी का पता चलता है
अतीत में, ज़ांडी ने नोट किया कि वायरस असेंबली में योगदान करने वाले कारकों को समझने से अक्सर नई चिकित्सीय रणनीतियों का मार्ग प्रशस्त हुआ है। उनके विचार में, इस शोध के निष्कर्ष, जो पत्रिका में विस्तृत हैं वायरस, इसी तरह SARS-CoV-2 से निपटने के साधन प्रदान करने में मदद कर सकता है। वह कहती हैं, "जिस असेंबली तंत्र का हमने पता लगाया है, वह छोटे अणुओं के डिजाइन और विकास को सूचित कर सकता है, जो वायरल संरचना प्रोटीन को लक्षित करते हैं, जिससे असेंबली प्रक्रिया की निष्ठा को बाधित करने के लिए उनके कार्यों को संशोधित किया जा सकता है।"
लंबी अवधि में, ज़ांडी को लगता है कि नया काम प्रयोगों और सूक्ष्म ऑल-एटम सिमुलेशन के लिए एक बेंचमार्क भी बन सकता है। "हम वर्तमान में हमारी जांच के अगले चरण के लिए प्रयोगात्मक और कम्प्यूटेशनल समूहों के साथ सहयोग कर रहे हैं," उसने खुलासा किया। "आखिरकार, हमारा उद्देश्य एंटीवायरल दवाओं के निरंतर विकास को आगे बढ़ाने के लिए मल्टीस्केल रिसर्च को जोड़ना है ताकि कोरोनविर्यूज़ को उनके विधानसभा चरण में गिरफ्तार किया जा सके।"
