COVID-19大流行以来,图像的冠状病毒,SARS-CoV-2,已经烙印在我们的心中。但是我们图片病毒,通常与峰值范围,不是完全准确的。显微镜图片受感染的组织显示冠状病毒粒子实际上是椭圆形,显示各种压扁和细长的形状。
现在,全球研究小组,包括女王大学的科学家,加拿大,和冲绳研究所科技(OIST),日本,有模仿不同的椭圆形状如何影响这些病毒颗粒在液体内,旋转的方式影响可以传播病毒的难易程度。这项研究最近发表在物理的流体。
“当冠状病毒颗粒吸入,这些粒子在通道内移动的鼻子和肺,“艾略特弗里德教授说,他是力学和材料单元OIST。“我们有兴趣研究在多大程度上他们是在这些环境中移动。”
特定类型的运动建模的科学家被称为旋转扩散系数,这决定了粒子的速度旋转时通过流体(冠状病毒的情况下,滴唾液)。粒子的更顺利,更少水动力遇到阻力从流体阻力和旋转得更快。对于冠状病毒粒子,这转速影响病毒可以连接到和感染细胞。
“如果粒子旋转太多,他们可能不花足够的时间与细胞交互感染,如果他们旋转太少,他们可能无法在必要的互动方式,“油炸教授解释道。
在这项研究中,科学家们建模扩展的和扁椭圆体的革命。这些形状不同于球体(有三个相同长度的轴)在他们的一个轴,扩展的形状有一个长轴,而扁的形状有一个短轴。走上极端,扁长的形状拉长成棒状的形状,而扁形状的南瓜coin-like形状。但对冠状病毒粒子,更微妙的差异。
科学家们还做了最现实的模型,通过增加的蛋白质在表面的椭圆体。先前的研究从女王大学和OIST显示三角形的峰值蛋白质降低冠状病毒粒子的速度旋转,可能增加他们感染细胞的能力。
在这里,科学家们模仿的蛋白质在一种更简单的方法——每个突起蛋白由一个球体表面的椭圆体。
“然后我们发现表面的尖刺的安排每一个椭圆形的假设他们都包含相同的电荷,“Vikash Chaurasia博士解释说,博士后研究员OIST力学和材料部门。“峰值相同的电荷相互排斥,喜欢尽可能远离对方。因此他们最终均匀分布在整个粒子的方式减少排斥。”
在他们的模型中,研究人员发现,从球形粒子不同,它旋转的慢。这可能意味着粒子能够更好地调整和附着在细胞。
模型仍然是简单的,研究人员承认,但它带给我们更近一步的冠状病毒和传输特性的理解可以帮助确定其感染成功的关键因素之一。
参考:马Kanso Naime M, Chaurasia V, Tontiwattanakul K,油炸E Giacomin AJ。冠状病毒多形性。25。34 2022;(6):063101。doi:10.1063/5.0094771
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