Vědci v Japonsku objevili klíč k přenosu koronaviru: trojúhelníkové špičky

Přesnější obrázek koronavirové částice má trojúhelníkové špičky. Vědci z OIST a Queen’s University zjistili, že to může pomoci úspěchu koronaviru v přenosu z člověka na člověka. Tento obrázek se objevil ve výzkumné zprávě publikované ve Fyzice tekutin. Fotografický kredit: Tento obrázek se objevil ve výzkumné zprávě publikované ve Fyzice tekutin

COVID-19 nepotřebuje úvod. V loňském roce nemoc způsobená virem SARS-CoV-2dosáhl všech kontinentů po celém světě. Odhaduje se, že do konce března 2021 bylo zaznamenáno 128 milionů případů, z nichž téměř tři miliony byly smrtelné. Jak se vědci snaží vyvinout vakcíny a politici koordinují jejich distribuci, probíhá základní výzkum, který dělá tento virus tak úspěšným.

Na katedře matematiky, mechaniky a materiálů Postgraduální univerzity Okinawského institutu pro vědu a technologii (OIST) postgraduální doktor Dr. Vikash Chaurasia a profesor Eliot Fried použili techniky minimalizace energie ke studiu nabitých proteinů na biologických částicích. Dříve studovali molekuly cholesterolu, ale když vypukla pandemie, zjistili, že metody, které vyvinuli, lze na nový virus použít. Pracovali s výzkumníky Monou Kanso a profesorem Jeffrey Giacominem z Queen’s University v Kanadě, aby se podrobně podívali na SARS-CoV-2 a jak tvar virových vrcholů (oficiálně známý jako peplomeres) přispěl k úspěchu viru přispívá k šíření, takže produktivně. Jejich studie byla nedávno zveřejněna v Fyzika kapalin.

„Když uvažujeme o jediné částice koronaviru, je běžné myslet na kouli s mnoha hroty nebo menšími koulemi roztroušenými po jejím povrchu,“ řekl Dr. Chaurasia. “Takto byl virus původně modelován.” Ale tento model je hrubým náčrtem a za poslední rok jsme se dozvěděli mnohem více o tom, jak virus vypadá. “

Koronavirové částice s trojúhelníkovými špičkami

Přesnější obrázek koronavirové částice má trojúhelníkové špičky. Vědci z OIST a Queen’s University zjistili, že to může pomoci úspěchu koronaviru v přenosu z člověka na člověka. Tento obrázek se objevil ve výzkumné zprávě publikované ve Fyzice tekutin. Fotografický kredit: Tento obrázek se objevil ve výzkumné zprávě publikované ve Fyzice tekutin

Dr. Chaurasia místo toho poukázal na to, že „špičky“ koronavirové částice jsou ve skutečnosti ve tvaru tří malých koulí naskládaných dohromady do trojúhelníkového tvaru. To je důležitá úvaha, protože tvar virové částice může ovlivnit její schopnost rozptylovat se.

Abychom tomu porozuměli, představte si kouli pohybující se vesmírem. Míč sleduje křivku, ale také se otáčí. Rychlost, kterou se míč otáčí, je známá jako jeho rotační difuzivita. Částice SARS-CoV-2 se pohybuje podobně jako tato koule, i když je suspendována v kapalině (zejména malé kapičky slin). Rotační difuzivita částice ovlivňuje, jak dobře dokáže zarovnat a přilnout k objektům (například k tkáním nebo buňkám člověka). To bylo klíčem k jeho schopnosti se tak rychle šířit z člověka na člověka. Vyšší rotační difuzivita znamená, že se částice chvěje a chvěje, když sleduje trajektorii – a proto může mít potíže s připevněním k objektům nebo s efektivním odrazem od předmětu, aby se stále pohyboval vzduchem. Zatímco nižší rotační difuzivita má opačný účinek.

Dalším hlediskem byl poplatek za každý tip. Vědci předpokládali, že každý je účtován stejně. Stejné poplatky se vždy navzájem odpuzují. Pokud jsou tedy na částice pouze dva hroty a mají stejné náboje, pak jsou na obou pólech (co nejdále od sebe). Když jsou přidány rovnoměrně nabité hroty, budou rovnoměrně rozloženy po povrchu koule. To poskytlo vědcům geometrické uspořádání, ze kterého mohli vypočítat rotační difuzivitu.

Dříve vědci zkoumali virovou částici se 74 hroty. Pro tuto novou studii použili stejnou částici, ale vyměnili hroty s jednou kuličkou za trojúhelníkové trojúhelníky. Když to udělali, bylo zjištěno, že rotační difuzivita částice poklesla o 39%. Dále bylo zjištěno, že tento trend pokračuje přidáváním dalších vrcholů.

To bylo důležité zjištění – nižší rotační difuzivita znamená, že se virové částice mohou lépe vyrovnat a přilnout k předmětům a lidem. Tato studie tedy naznačuje, že trojúhelníkové špičky přispěly k úspěchu SARS-CoV-2.

„Víme, že je to složitější,“ vysvětlil Dr. Chaurasia. “Hroty nemusí být stejně nabité.” Nebo jsou flexibilní a dokážou se zkroutit. „Tělem“ částice také nemusí být koule. Proto plánujeme provést další výzkum v této oblasti. “

Dalším zajímavým rysem tohoto výzkumu je jeho souvislost s otázkou položenou fyzikem JJ Thomsonem před více než stoletím, která zkoumala, jak je stanovený počet nábojů distribuován napříč sférou.

„Považuji za fascinující, že problém, o kterém se uvažovalo před více než 100 lety, má takový význam pro situaci, v jaké se dnes nacházíme,“ řekl profesor Eliot Fried. “Ačkoli tato otázka byla původně položena především ze zvědavosti a intelektuálního zájmu, osvědčila se nečekaným způsobem.” To ukazuje, proč nesmíme zapomenout na význam základního výzkumu. “

Vědci z OIST a Queen’s University hodlají pokračovat v práci na tomto typu výzkumu, aby osvětlili úspěch SARS-CoV-2. Vědci z Queen’s University právě obdrželi cenu Mitacs Globalink Research Award, která hlavní autorce Moně Kanso umožnila cestovat mezi Kanadou a Japonskem a užší spolupráci s OIST.

Odkaz: „Tvar žárovky peplomeru a rotační difuzivita koronaviru“ MA Kanso, V. Chaurasia, E. Fried a AJ Giacomin, 30. března 2021, Fyzika kapalin.
DOI: 10,1063 / 5,0048626

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Skladování obnovitelné energie v kamenech místo lithiových baterií

V případě přebytku elektřiny z větru nebo slunce se energetická rezerva nabije. To se děje prostřednictvím systému kompresorů a turbín, které čerpají tepelnou...

Houby mohou léčit bakterie a obohatit půdu o živiny

Aeroskulární mykorhizní houby se rozprostírají přes dlouhé vláknité struktury zvané krásně až k zemi. Krásy, menší než lidské vlasy, lze vidět mezi kořeny...

Světlo zapíná barvy a vzory objektů

Nový systém využívá ultrafialové světlo, které se promítá na objekty natřené barvou aktivující světlo, ke změně reflexních vlastností barvy a vytváření obrazů během několika...

Ne! Je pravděpodobnější, že žádosti o půjčku zpracované kolem poledne budou zamítnuty

Úředníci bankovních půjček pravděpodobněji budou schvalovat žádosti o půjčky dříve a později během dne, zatímco „únava z rozhodování“ kolem poledne je spojena s nedodržováním...

Náročné modely před oddělením v Bothnian Bay

19. dubna 2021 Mořský led na severu Baltského moře vykazuje některé přesvědčivé vzory, než se na jaře roztaví a setře. Na rozdíl od mořského ledu, který...

Newsletter

Subscribe to stay updated.