Ett team av forskare, inklusive forskare från University of California San Francisco (UCSF), har använt superdatorsimuleringar för att avslöja hur den dominerande SARS-CoV-2-stammen, känd som D614G, binder till mänskliga värdceller och neutraliseras av antikroppar.
Forskningen, publicerad i tidskriften Nature Communications, ger nya insikter om de molekylära mekanismerna som ligger till grund för SARS-CoV-2-infektion och immunitet, vilket kan hjälpa till vid utvecklingen av vacciner och behandlingar mot COVID-19.
Med hjälp av den National Science Foundation-finansierade superdatorn Frontera vid Texas Advanced Computing Center (TACC), utförde forskarna omfattande simuleringar av interaktionerna mellan D614G spikproteinet av SARS-CoV-2 och mänskliga angiotensinomvandlande enzym 2 (ACE2) receptorer, huvudporten för viruset att komma in i mänskliga celler.
Simuleringarna avslöjade att D614G-mutationen förbättrar bindningsaffiniteten mellan spikproteinet och ACE2-receptorer, vilket förklarar den ökade smittsamheten hos denna stam. Detta fynd tyder på att D614G-mutationen spelade en avgörande roll i den snabba globala spridningen av SARS-CoV-2.
Dessutom visade simuleringarna att D614G-mutationen förändrar konformationen av spikproteinet, vilket gör det mer mottagligt för neutralisering av vissa antikroppar. Detta ger hopp om att befintliga antikroppar och vacciner riktade mot den ursprungliga stammen av SARS-CoV-2 fortfarande kan vara effektiva mot D614G-varianten.
Resultaten av denna studie belyser kraften hos superdatorsimuleringar för att förstå de molekylära mekanismerna för virusinfektioner och immunitet, och kan bidra till utvecklingen av effektiva motåtgärder mot COVID-19 och framtida pandemier.
"Våra simuleringar ger en detaljerad förståelse på molekylär nivå av hur D614G-mutationen påverkar interaktionerna mellan SARS-CoV-2 och mänskliga celler, vilket kan vägleda utformningen av vacciner och behandlingar", säger studieledaren Dr Jianhan Chen, en postdoktorand forskare vid UCSF.
