‘Trái tim’ SARS-CoV-2 dưới hình ảnh giải phẫu 3 chiều

Lần đầu tiên “trái tim” của virus nguy hiểm SARS-CoV-2 được đưa ra ánh sáng dưới dạng hình ảnh 3D.
Dữ liệu X-quang chồng chéo của protease trong SARS-CoV-2 cho thấy sự khác biệt về cấu trúc giữa protein ở nhiệt độ phòng (màu cam) và cấu trúc đông lạnh (màu trắng). Ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne (thuộc Bộ Năng lượng Mỹ).
Dữ liệu X-quang chồng chéo của protease trong SARS-CoV-2 cho thấy sự khác biệt về cấu trúc giữa protein ở nhiệt độ phòng (màu cam) và cấu trúc đông lạnh (màu trắng). Ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne (thuộc Bộ Năng lượng Mỹ).

Mới đây, nhóm nhà nghiên cứu của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne (thuộc Bộ Năng lượng Mỹ) đã công bố kết quả hình ảnh “giải phẫu” protease - enzyme được xem là “trái tim” của SARS-CoV-2, cho phép virus sinh sản. Nghiên cứu này được đăng tải trên tạp chí Nature Communications.

Theo Eurekalert, nghiên cứu được thực hiện dưới sự hỗ trợ của phương pháp quét tia X ở nhiệt độ phòng. Đây là lần đầu tiên “trái tim” của virus nguy hiểm nhất hiện nay được đưa ra ánh sáng dưới dạng hình ảnh 3D, trong môi trường gần nhất với môi trường tế bào. 

Kết quả này đánh dấu bước quan trọng đầu tiên trong mục tiêu cốt lõi của các nhà nghiên cứu. Đó là xây dựng mô hình 3 chiều toàn diện về protein enzyme của SARS-CoV-2. Mô hình này sẽ được sử dụng để thúc đẩy các mô phỏng siêu máy tính, từ đó tìm ra các chất ức chế nhằm ngăn chặn cơ chế sao chép của virus và chấm dứt được đại dịch Covid-19.

Đầu những năm 2000, trong đại dịch SARS, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra virus lây nhiễm tế bào thông qua hai protein. Một là thụ thể có tên gọi là enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2), giúp virus liên kết với các tế bào. Hai là loại enzyme gọi là protease xuyên màng loại II (TMPRSS2), làm trung gian cho sự lây nhiễm của tế bào.

“Protease không thể thiếu trong vòng đời của virus. Protein này có hình dạng giống như trái tim. Và nó đích thị là trái tim của virus SARS-CoV-2 khi giúp chúng nhân lên, sinh sản và lây lan gây bệnh. Nếu ức chế được protease, virus sẽ không thể sản xuất các protein cần thiết cho quá trình sao chép. Đó chính là lý do protease được coi là thành phần quan trọng trong công cuộc sản xuất, điều chế thuốc chống Covid-19”, ông Jonathan Kovalevsky, đại diện nhóm nghiên cứu của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne, nói.

‘Trái tim’ SARS-CoV-2 dưới hình ảnh giải phẫu 3 chiều ảnh 1

Các tinh thể protease SARS-CoV-2 được trồng trong Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne. Ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne (thuộc Bộ Năng lượng Mỹ).

Cấu trúc của protease đã được biết đến trước đây dưới dạng các tinh thể đông lạnh. Theo kết quả của Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne, đây là lần đầu tiên dựng 3D cấu trúc của enzyme này đo ở nhiệt độ phòng - gần nhất với nhiệt độ sinh lý nơi các tế bào hoạt động. 

Các tinh thể protease SARS-CoV-2 được nuôi trồng trong phòng thí nghiệm. Để xây dựng một mô hình hoàn chỉnh về cấu trúc protein, đòi hỏi phải xác định từng yếu tố trong cấu trúc và cách chúng được sắp xếp. 

Tia X là tia lý tưởng giúp phát hiện các nguyên tố nặng như carbon, nitơ và oxy. Do cường độ của chùm tia X tại hầu hết synchrotron nên các mẫu sinh học thường phải đông lạnh đến khoảng -174 độ C, để có thể chịu được bức xạ đủ lâu và thu thập dữ liệu.

‘Trái tim’ SARS-CoV-2 dưới hình ảnh giải phẫu 3 chiều ảnh 2

Enzyme protease có hình dạng giống như trái tim. Ảnh: Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne (thuộc Bộ Năng lượng Mỹ).

Nhằm kéo dài tuổi thọ của các mẫu protein kết tinh rồi đo chúng ở nhiệt độ phòng, các nhà nghiên cứu từ Phòng thí nghiệm quốc gia Oak Ridge và Argonne đã khuyếch đại các tinh thể đủ để đáp ứng nghiên cứu cryo synchrotron. Sau đó, họ sử dụng máy X-quang trong nhà có chùm tia cường độ thấp.

Enzyme protease bao gồm các chuỗi axit amin với mô hình lặp lại của các nguyên tử nitơ-carbon-carbon tạo thành xương sống của protein. Enzyme được gấp lại thành hình dạng 3 chiều cụ thể, tạo ra các túi đặc biệt - nơi một phân tử thuốc sẽ gắn vào.

Nghiên cứu cũng chỉ ra nếu tiếp tục phát triển thuốc dựa trên việc sử dụng enzyme protease đông lạnh có thể dẫn đến các kết luận chưa chính xác về cấu trúc của nó.

Bước tiếp theo, các nhà nghiên cứu sẽ hoàn thành mô hình 3D của protease chính trong virus SARS-CoV-2. Công việc này sử dụng phương pháp tán xạ neutron tại lò phản ứng đồng vị.

Theo Zing
Giám đốc Nhà hát Kịch Việt Nam, NSƯT Kiều Minh Hiếu trả lời phỏng vấn báo chí về chương trình _Bác Hồ - Hai tiếng thiêng liêng
Giám đốc Nhà hát Kịch Việt Nam: Sinh viên trường Đại học Thăng Long trở thành “thành phần sáng tạo thứ tư” của sân khấu
(Ngày Nay) - Không chỉ thưởng thức chương trình nghệ thuật “Bác Hồ - Hai tiếng thiêng liêng” , hàng trăm sinh viên Trường Đại học Thăng Long còn trực tiếp tham gia đối thoại với các nghệ sĩ về hình tượng Chủ tịch Hồ Chí Minh và vai trò của sân khấu trong đời sống hôm nay. Theo NSƯT Kiều Minh Hiếu, Giám đốc Nhà hát Kịch Việt Nam, chính sự tương tác của khán giả trẻ đã góp phần hoàn thiện tác phẩm và tạo nên sức sống cho sân khấu.
Vàng mất “phong độ”, nhà đầu tư tìm cơ hội tích sản, sinh dòng tiền tại Vịnh Bình Minh 1
Vàng mất “phong độ”, nhà đầu tư tìm cơ hội tích sản, sinh dòng tiền tại Vịnh Bình Minh 1
(Ngày Nay) - Chỉ riêng từ đầu năm đến nay, giá vàng đã “bốc hơi” hơn 40 triệu đồng/lượng. Khi kim loại quý không còn hấp dẫn, nhiều nhà đầu tư đã tìm đến dòng sản phẩm hoàn thiện tại Vịnh Bình Minh 1 để “chọn mặt gửi vàng”. Với lợi thế bàn giao sớm nhất Vinhomes Global Gate Hạ Long, cơ hội đón đầu 21 triệu lượt du khách/năm đang rộng mở trước mắt.Chỉ riêng từ đầu năm đến nay, giá vàng đã “bốc hơi” hơn 40 triệu đồng/lượng.
Bỏ quy định dành 10% số thu ngân sách từ đất đai để thực hiện đo đạc, cấp Giấy chứng nhận, xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai
Bỏ quy định dành 10% số thu ngân sách từ đất đai để thực hiện đo đạc, cấp Giấy chứng nhận, xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai
(Ngày Nay) - Chính phủ ban hành Nghị quyết số 161/NQ-CP về việc bãi bỏ các quy định có liên quan đến việc dành tối thiểu 10% số thu ngân sách từ đất đai để thực hiện công tác đo đạc, đăng ký đất đai, cấp Giấy chứng nhận, xây dựng cơ sở dữ liệu đất đai và đăng ký biến động, chỉnh lý hồ sơ địa chính.
Khán giả Pháp ấn tượng với diễu hành Việt phục tại thành phố Lorient
Khán giả Pháp ấn tượng với diễu hành Việt phục tại thành phố Lorient
(Ngày Nay) - Từ ngày 16 đến 19/6/2026, tại thành phố Lorient, tỉnh Morbihan, Cộng hòa Pháp, đã diễn ra Festival Vietnam lần thứ tư nhằm giới thiệu và quảng bá văn hóa Việt Nam tới công chúng Pháp và bạn bè quốc tế. Sự kiện do Hiệp hội ART SPACE, phối hợp cùng Tòa thị chính thành phố Lorient, Hiệp hội Vietnam Bretagne Sud, Hiệp hội Appel Lorient,... mang đến nhiều hoạt động giao lưu văn hóa, nghệ thuật và cộng đồng.