Queen's University-forskaren Mona Kanso har utvecklat ett nytt och unikt sätt att se på virus, inklusive SARS-CoV-2, viruset som orsakar COVID-19. Genom att skulptera coronaviruspartikeln från små pärlor, och sedan tillämpa vätskefysikens lagar på varje pärla, Kanso beräknar coronavirusets egenskaper utifrån dess form. Medan den fulla potentialen av denna nya metod fortfarande förverkligas, forskare förväntar sig att det kommer att påskynda vägen till att utveckla en behandling och, så småningom, att hitta ett botemedel.

"Vi känner inte till något annat sätt att beräkna transportegenskaperna för ett virus utifrån dess form, " säger Kanso.

SARS-CoV-2 är ett sfäriskt skal täckt med spikar som kallas peplomers, som viruset använder för att fästa sig till de celler som det infekterar. Eftersom viruset inte kan röra sig, den förlitar sig på den slumpmässiga termiska rörelsen i dess flytande omgivning, att rotera, för att anpassa sina spikar med sitt mål på en cell. När väl fäst, viruset kan infektera cellen och sedan spridas.

"Tänk på det som ett skakigt rymdskepp som dockar med en rymdstation, "förklarar Kanso, (Ph.D. kemiingenjörskandidat, Vanier Canada Research Scholar). "Det skakiga viruset måste rikta in två av sina intilliggande toppar, bara så, med bindningsställena så att den kan fästa vid cellen. Den förlitar sig på kinetisk molekylär energi från vätskan för att rotera sig själv i position."

Denna forskning öppnar dörren till förståelse av läkemedel som kan förhindra cellbindning genom att störa virusrotationsdiffusion. Det fördjupar också forskarnas förståelse för viruscellinfektion.

Kanso samarbetade med sin drottnings sommarpraktikant, Jourdain Piette, tillsammans med deras drottningsrådgivare, Professor Jeffrey Giacomin, skyddad på plats på sin sabbatsledighet på campus vid University of Nevada, Reno, och med Dr Giacomins UNR-värd, Professor James Hanna.

"I det här arbetet, vi upptäcker ett bättre sätt att titta på virus, " säger Kanso. "Som alla tekniska problem, försöker lösa det utan att förstå det, tar för evigt. Det här coronaviruset är spikat av mer än en anledning. Det finns den uppenbara mekaniska funktionen av målfastsättning. Men dess toppar kontrollerar också sitt eget jitter, genom att ta emot energi från vätskan, för att hjälpa den docka med sina mål. Det här coronaviruset är en mycket mer formidabel motståndare än det ser ut."

Nästa steg är att utforska hur den triangulära glödlampan på spetsen av varje coronaviruspik påverkar infektionen. Också, under mikroskopet, inte alla coronavirus är sfäriska. Kallas pleomorfism, ingen vet hur detta påverkar anpassningen och anknytningssannolikheten.

Forskningen är publicerad, och fritt tillgänglig, i Vätskors fysik .