Penelitian Ilmuwan Dalam Mengungkap Misteri Virus Corona (Bagian 2)

Naviri Magazine - Uraian ini adalah lanjutan uraian sebelumnya (Penelitian Ilmuwan Dalam Mengungkap Misteri Virus Corona - Bagian 1). Untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik dan urutan lebih lengkap, sebaiknya bacalah uraian sebelumnya terlebih dulu.

Analisis dan prediksi struktur virus 

Jika urutan genomik dibandingkan dengan informasi identitas seseorang, struktur tiga dimensi protein adalah penampilan fisik seseorang. Analisis struktur tiga dimensi memiliki prasyarat yang sangat penting untuk mekanisme patogen virus corona baru dan desain obat.

Sangat menggembirakan bahwa para ilmuwan Cina telah menganalisis struktur protein tiga dimensi beresolusi tinggi yang sesuai dengan gen dari wilayah non-struktural SARS-CoV-2, dan untuk wilayah gen yang mengkode protein struktural.

Mereka menggunakan perangkat lunak prediksi struktur 3D yang dikembangkan secara independen berdasarkan teknologi pembelajaran dalam untuk membuat prediksi struktur 3D.

Untuk SARS-CoV-2, wilayah protein S tidak diragukan lagi adalah bagian yang paling kita khawatirkan. Untuk protein S dan protein templat dengan struktur yang diketahui, pertama-tama kita menggunakan teknologi pembelajaran dalam untuk memprediksi karakteristik dasar residu asam amino tunggal dan residu asam amino berpasangan, kemudian menghitung skor dari dua keselarasan protein berdasarkan karakteristik yang diprediksi, dan akhirnya lulus.

Metode pengali arah bolak-balik digunakan untuk menyelesaikan perbandingan optimal antara keduanya. Mereka mencari semua protein di pustaka struktural, memilih templat struktural terbaik, dan menghitung perbandingan optimal di antara mereka. Berdasarkan ini, mereka menggunakan perangkat lunak pemodelan struktural umum untuk memprediksi struktur tiga dimensi protein S.

Mereka secara struktural menyelaraskan struktur protein S yang diprediksi dengan protein S dari SARS-CoV. Hasilnya menunjukkan bahwa tinggi protein S yang diprediksi dan wilayah yang sesuai dengan SARS-CoV secara struktural tingginya serupa.

Berdasarkan hasil di atas, mereka berspekulasi bahwa meskipun kesamaan urutan gen antara SARS-CoV-2 dan SARS-CoV di wilayah protein S tidak tinggi, keduanya mungkin serupa dalam struktur protein yang sebenarnya.

Selain itu, mereka membandingkan struktur protein S yang diprediksi dengan struktur tiga dimensi yang diprediksi oleh kelompok Yang Zhang dari Universitas Michigan menggunakan perangkat lunak CI-TASSER. Struktur spiralnya berbeda, dan struktur keseluruhan yang diprediksi oleh kedua kelompok studi sangat mirip.

Inferensi mekanisme virus 

Situs tempat coronavirus berikatan dengan reseptor sel inang biasanya terletak di suatu wilayah (disebut subdomain) pada protein S. Berbagai jenis virus memiliki reseptor yang berbeda. Sebagai contoh, reseptor pengikat untuk SARS-CoV adalah ACE2 (enzim pengonversi angiotensin 2).

Seperti yang disebutkan sebelumnya, menurut hasil prediksi struktur tiga dimensi, struktur protein S dari coronavirus baru mungkin mirip dengan SARS-CoV.

Analisis lebih lanjut dari struktur tiga dimensi yang diprediksi dari protein S menunjukkan bahwa meskipun beberapa residu asam amino berbeda dari residu asam amino yang sesuai pada virus SARS, subdomain dari protein S dari SARS-CoV-2 yang bertanggung jawab untuk mengikat reseptor, dan subdomain yang sesuai dalam protein SARS-CoV sangat mirip.

Studi terbaru telah menemukan bahwa protein S dari SARS-CoV-2 dan ACE2 memiliki kekuatan ikatan yang tinggi, menunjukkan bahwa ACE2 sangat mungkin menjadi reseptor sel inang dari SARS-CoV-2.

Dalam studi tindak lanjut, mereka berharap untuk melakukan teknik biologis yang lebih komputasi, seperti simulasi dinamika molekul dan docking molekul untuk proses pengikatan, perubahan konfirmasi, afinitas dan energi bebas dari SARS-CoV-2 dan reseptor host yang sesuai.

Penelitian yang lebih mendalam dilakukan, dan mekanisme patogenik dari virus corona sangat penting seperti SARS-CoV dan MERS-CoV diuraikan dan dibandingkan pada tingkat molekuler. Studi-studi ini akan memperdalam pemahaman kita tentang coronavirus, dan memiliki nilai penting dan signifikan untuk desain obat-obatan dan vaksin.

Kekebalan

Sistem kekebalan manusia adalah sistem kompleks yang terdiri dari banyak organ, banyak sel imun, dan berbagai molekul kekebalan. Mereka bekerja bersama untuk membangun lapisan pertahanan terhadap berbagai patogen (virus, bakteri, parasit, dll.).

Sistem kekebalan tubuh manusia dibagi menjadi kekebalan bawaan dan sistem kekebalan adaptif. Di antara mereka, kekebalan bawaan juga disebut kekebalan non-spesifik, yang dapat dengan cepat menanggapi patogen yang menyerang.

Misalnya, makrofag dan neutrofil dalam sistem kekebalan tubuh bawaan biasanya dapat mencapai tempat dimana peradangan tubuh manusia terjadi pertama kali, melahap patogen, atau membersihkan sel manusia yang mati. Selain itu, sistem imun bawaan juga mengaktifkan respons imun spesifik tubuh melalui presentasi antigen dan metode lain.

Sistem imun adaptif

Imunitas bawaan adalah sistem kekebalan non-spesifik. Untuk menangani patogen tertentu secara lebih efisien, ia perlu bekerja melalui respons imun spesifik yang dihasilkan oleh sistem imun adaptif.

Antibodi atau vaksin yang semua orang pedulikan berkaitan erat dengan mereka. Sel B dan sel T adalah “lengan” utama dalam imunitas adaptif. Tidak seperti kekebalan bawaan, “pejuang” di lengan ini dapat mengidentifikasi dan menghancurkan patogen tertentu.

Pada saat yang sama, beberapa prajurit (vaksin/kekebalan) masih dapat mengingat penampilan musuh target (virus), dan sekali musuh yang sama menyerang lagi, mereka dapat dengan cepat membunyikan alarm dan memulai pertempuran penghancuran melawan penjajah (virus).

Sel B matang membawa jenis detektor yang disebut reseptor sel B, dan begitu antigen yang sesuai terdeteksi, dengan bantuan sel T sebagai penolong, mereka berkembang biak dan berdiferensiasi. Satu bagian berdiferensiasi menjadi sel plasma yang mampu menghasilkan antibodi, dan yang lain menjadi sel B memori.

Baca lanjutannya: Penelitian Ilmuwan Dalam Mengungkap Misteri Virus Corona (Bagian 3)