W nowym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nucleic Acids Research, zespół  z Międzynarodowego Instytutu Biologii Molekularnej i Komórkowej w Warszawie (MIBMiK) pod kierunkiem prof. Janusza Bujnickiego, we współpracy z Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) w Madrycie i Uniwersytetem Jagiellońskim w Krakowie, dokonał znaczącego odkrycia dotyczącego czterech głównych typów betakoronawirusów, w tym śmiertelnie groźnych wirusów SARS-CoV-2 i MERS oraz wirusa OC43 wywołującego przeziębienia.

Naukowcy przeprowadzili analizę cząsteczek kwasu rybonukleinowego (RNA) – genetycznego materiału betakoronawirusów. Sekwencje nukleotydowe RNA koronawirusów, liczące około 30 tysięcy nukleotydów, różnią się od siebie znacząco. W tej pracy, szczegółowe analizy skupiły się na zbadaniu struktury przestrzennej i dynamiki około 500 nukleotydów na samym początku wirusowego RNA (tzw. „koniec 5′”), który odgrywa kluczową rolę w namnażaniu wirusów w zainfekowanych komórkach.

Końce 5′ genomowego RNA czterech różnych koronawirusów zostały zbadane z użyciem zaawansowanych technik biochemicznych, biofizycznych i bioinformatycznych, w tym próbkowania chemicznego, mikroskopii krioelektronowej, mikroskopii sił atomowych oraz modelowania komputerowego. Wyniki wykazały obecność bardzo podobnych elementów strukturalnych, mimo tego, że są one tworzone przez odmienne sekwencje nukleotydowe w RNA różnych betakoronawirusów.

Znaczenie odkrycia

„Odkrycie to ma fundamentalne znaczenie dla zrozumienia podobieństw w funkcjonowaniu betakoronawirusów”, mówi prof. Janusz Bujnicki z MIBMiK, kierownik projektu. „Ustalone przez nas struktury przestrzenne w cząsteczkach RNA wirusów mogą w przyszłości przyczynić się do powstania nowych leków przeciwwirusowych”.

Znaczenie opublikowanego odkrycia wykracza poza zrozumienie wirusa SARS-CoV-2, odpowiedzialnego za pandemię COVID-19, rzucając nowe światło na molekularne mechanizmy działania wszystkich koronawirusów.

Badania te były możliwe dzięki międzynarodowej współpracy naukowców z Warszawy, Krakowa i Madrytu. Projekt został zainicjowany w ramach programu badań nad COVID-19, finansowanego przez Narodowe Centrum Nauki (grant 2020/01/0/NZ1/00232), a następnie kontynuowany dzięki wsparciu z innych źródeł krajowych i międzynarodowych. Kluczem do sukcesu była efektywna współpraca ekspertów z różnych dziedzin nauki.

Dostęp do badania

Pełna treść publikacji dostępna jest pod linkiem: „Conserved structures and dynamics in 5′-proximal regions of Betacoronavirus RNA genomes”.