Wissenschaftler glauben, dass Fledermäuse SARS-CoV-2 im Dezember 2019 erstmals auf Menschen übertragen haben, und obwohl sich das Virus seitdem zu mehreren Varianten wie Delta und Omicron entwickelt hat, zeigt eine neue Studie, dass das Virus immer noch in hohem Maße zwischen Säugetieren übertragbar ist. Forscher des Rochester Institute of Technology (RIT) entwickelten Computersimulationen, die zeigen, dass die Coronaviren ihre Spike-Proteine verwenden, um sich sowohl bei Fledermäusen als auch bei Menschen auf ähnliche Weise an die Wirtszellen anzuheften.
Die Ergebnisse wurden in a veröffentlicht Offene Wissenschaft der Royal Society Studie des frischgebackenen RIT-Alumnus Madhusudan Rajendran ’22 MS (Bioinformatik) und Associate Professor Gregory Babbitt von der Thomas H. Gosnell School of Life Sciences. Sie untersuchten, wie die viralen Spike-Proteine in mehreren SARS-CoV-2-Varianten sowohl beim Menschen als auch bei verschiedenen Fledermäusen der Gattung Rhinolophus mit den als ACE2 bekannten Wirtszellrezeptoren interagieren. Babbitt sagte, die Ergebnisse seien überraschend.
„Wir hatten gehofft, eine wirklich coole adaptive Evolution zu sehen, wenn sich das Virus mehr an Menschen und weniger an Fledermäuse gewöhnt, aber wir haben tatsächlich gesehen, dass es nicht viel Veränderung gab“, sagte Babbitt.
„Da sich diese Bindungsstelle nicht sehr stark entwickelt hat, hindert sie wirklich nicht viel daran, von Menschen auf Fledermäuse zu übertragen. Wenn Sie sich die phylogenetischen Beziehungen von Fledermäusen zu Menschen ansehen, sind wir auf dem Säugetierbaum ziemlich weit voneinander entfernt dass es eine ziemlich weit verbreitete speziesübergreifende Infektiosität geben würde, und die Literatur hat gezeigt, dass es dafür viele Beweise gibt.
Die Wissenschaftler verwendeten eine Computersimulationsmethode namens Molekulardynamik, um Proteine in eine solvatisierte Simulation zu bringen und dann zu beobachten, wie sie sich bewegen. Der Ansatz verwendet Hochleistungsrechnen auf Grafikprozessoren, um zu zeigen, was jedes Atom im Laufe der Zeit tut. Babbitt sagte, dieser Ansatz ermögliche es Wissenschaftlern, Fragen zu untersuchen, die in einem traditionellen Labor nicht beantwortet werden können.
„Es wäre gefährlich, Experimente durchzuführen, bei denen wir Fledermäuse mit menschlichen Virusstämmen erneut infizieren, daher boten unsere computergestützten Simulationen eine viel sicherere Alternative“, sagte Babbitt.
Mehr Informationen:
Madhusudan Rajendran et al., Persistente speziesübergreifende SARS-CoV-2-Varianteninfektiosität, vorhergesagt durch vergleichende Molekulardynamiksimulation, Offene Wissenschaft der Royal Society (2022). DOI: 10.1098/rsos.220600