Ebolaviruset orsakar en allvarlig infektion med en dödlighet mellan 50% och 90%. Nukleoproteiner i viruset samlas i ett spiralformat arrangemang och inkapslar ett enkelsträngat RNA -genom, ssRNA, att bilda ett stavliknande komplex som kallas en nukleokapsid, vilket är avgörande för virusets funktion. Rodliknande nukleokapsider finns också i andra virus, som SARS-CoV-2, som orsakar covid-19.

I Journal of Chemical Physics , forskare vid University of Delaware rapporterar en beräkningsstudie av denna nukleokapsid och visar att bindningen av ssRNA gör att nukleokapsiden kan behålla sin form och strukturella integritet.

Simuleringar av virus är svåra eftersom systemen är mycket stora. Bara några kapsider, inklusive hepatit B, HPV, HIV-1, och satellit -tobaksmosaikviruset, har undersökts på atomnivå. Molekylära dynamiksimuleringar av Ebola -nukleokapsiden, hittills, har utförts endast av dess isolerade beståndsdelar och inte på atomnivå.

Detta arbete representerar den första beräkningsundersökningen på atomnivå av Ebola-nukleokapsidaggregatet. Modellen som används av utredarna inkluderade alla atomer i den spiralformade nukleoproteinaggregatet, ssRNA, vattenmolekyler, och till och med joner, såsom natrium och klorid, som stabiliserar denna högladdade struktur.

Den resulterande modellen har 4,8 miljoner atomer, nämligen nukleokapsidstrukturen med ssRNA närvarande och utan den. Det andra systemet ingick som en kontroll för att undersöka ssRNA:s roll.

"Vi fann att ssRNA -inkapsling resulterar i stabilisering av Ebola -virusets nukleokapsid och är avgörande för att upprätthålla strukturell integritet hos dess spiralformade enhet, "sa författaren Juan Perilla.

Utredarna fann att nukleoproteininteraktionerna och jonerna bidrar till stabiliteten av nukleokapsiden. I Ebola -nukleokapsiden, nukleoproteiner ansluter till varandra för att bilda en spiralformad enhet. Natrium- och kloridjoner befanns klustera sig nära nukleokapsiden i simuleringen för att motverka dess laddningsavstötning.

Den stavliknande nukleokapsidstrukturen är väsentlig för Ebolavirusets förmåga att infektera och undvika cellulära försvarsmekanismer samt dess förmåga att replikera inom värdceller. Nukleokapsiden fungerar som en byggnadsställning för virusmontering och som en mall för transkription av virusets gener och replikering. Dess kritiska roller under infektion gör den till en idealisk kandidat för antiviral intervention.

Molekylär kunskap om virusdynamik behövs för att förstå struktur och funktion och identifiera sårbarheter, men det är vanligtvis otillgängligt från experiment. Dessa insikter är lätt tillgängliga från datasimuleringar, dock.

Denna studie ska hjälpa forskare att utveckla läkemedelsbehandlingar som riktar sig till virala nukleokapsider. Utredarna förutser det metodologiska tillvägagångssätt som de har utvecklat för Ebola kan användas för att studera andra spiralformade strukturer, såsom nukleokapsiden av SARS-CoV-2.