ด้วยความร่วมมือที่รวมการใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ ข้อมูล และไวรัสวิทยา กลุ่มนักวิจัยของเวอร์จิเนียเทคจัดการกับคำถามล่าสุดเกี่ยวกับโควิด-19 โครงการของกลุ่มในการปรับตัวและการแพร่เชื้อของมนุษย์จากโควิด-19 “ การกวาดล้างแบบเลือกในยีน Spike ได้ผลักดันการปรับตัวของ SARS-CoV-2 ในมนุษย์ ” เผยแพร่ในCell ขณะนี้ทีมงานกำลังสร้างงานวิจัยเพื่อการค้นพบการรักษา
ในปี 2020 ก่อนการระบาดใหญ่ แอนน์ เอ็ม บราวน์
ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้าน ชีวเคมีและที่ปรึกษาด้านสารสนเทศวิทยาศาสตร์และผู้ประสานงานการวิเคราะห์สุขภาพของห้องสมุดมหาวิทยาลัย และเจมส์ เวเกอร์-ลูคาเรลลี ผู้ช่วยศาสตราจารย์ใน แผนกสัตวแพทยศาสตร์วิทยาลัยเวอร์จิเนีย-แมรีแลนด์ สาขาชีวเวชศาสตร์และพยาธิชีววิทยากำลังวิเคราะห์การกลายพันธุ์ของไวรัสมายาโร ซึ่งเป็นสาเหตุของโรคข้ออักเสบรุนแรงในมนุษย์
Weger-Lucarelli กล่าวว่า “เราสนใจที่จะทำความเข้าใจว่าไวรัส Mayaro สามารถปรับตัวให้เข้ากับยุงที่มักกัดคนและมีอยู่มากมายในพื้นที่เขตร้อนได้อย่างไร” Weger-Lucarelli กล่าว “ดร. บราวน์มีความสามารถในการวิเคราะห์ว่าการกลายพันธุ์ของไวรัสส่งผลกระทบต่อโครงสร้างของโปรตีนอย่างไร ซึ่งอาจส่งผลต่อความสามารถในการแพร่เชื้อไปยังเซลล์เป้าหมาย เมื่อการระบาดใหญ่ของ COVID-19 เข้าสู่สหรัฐอเมริกา เราเห็นว่างานก่อนหน้าของเรากับ SARS-CoV-2 เพิ่มขึ้นอย่างเป็นธรรมชาติ”
ในขณะเดียวกัน Weger-Lucarelli และเพื่อนร่วมงานของเขา Pawel Michalak จาก Edward Via College of Osteopathic Medicine ในเมือง Monroe รัฐ Louisiana กำลังทำงานเกี่ยวกับวิธีการจัดลำดับขั้นสูงที่ระบุการกลายพันธุ์แบบ Selective Sweep ใน SARS-CoV-2 ที่อาจนำไปสู่การปรับตัวของมนุษย์ และเปิดใช้งานการแพร่เชื้อจากคนสู่คนอย่างยั่งยืน เมื่อค้นพบการกลายพันธุ์ที่น่าสนใจหลายอย่าง
พวกเขาติดต่อกับบราวน์เพื่อใช้ประโยชน์จากความเชี่ยวชาญของเธอ
ในฐานะนักชีวเคมีเชิงคำนวณและหาเหตุผลเข้าข้างตนเองถึงผลกระทบของการกลายพันธุ์ที่มีต่อโปรตีนสไปค์ (S) ซึ่งเป็นสื่อกลางในการจับตัวรับและการหลอมรวมเข้ากับ ACE2 และทำให้เกิดการติดเชื้อในมนุษย์ ทั้ง Weger-Lucarelli และ Michalak ทำหน้าที่เป็นผู้เขียนที่เกี่ยวข้องในผลงานนี้
“ดร. Weger-Lucarelli เป็นผู้นำโครงการในการระบุการกลายพันธุ์ที่อาจเกิดขึ้นโดยใช้เทคนิคที่ทันสมัยในห้องปฏิบัติการ แต่จำเป็นต้องเข้าใจผลกระทบทางชีวเคมีและโครงสร้างของการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว เพื่อหาเหตุผลเข้าข้างตนเองในระดับอะตอมและรวมบทบาทของ glycans ในการค้นพบนี้” บราวน์กล่าว “เราวิเคราะห์ข้อมูลโครงสร้างที่ให้มา เชื่อมโยงอิทธิพลที่เกิดขึ้นใหม่ของไกลแคนที่มีต่อสไปค์ไดนามิก และช่วยเชื่อมโยงจุดต่างๆ” พวกเขาทำงานผ่านการกลายพันธุ์ของโครงสร้างที่เป็นไปได้ผ่านการสร้างแบบจำลองข้อมูล และเน้นการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ที่อาจเป็นตัวขับเคลื่อนการปรับตัวของมนุษย์ โดยพื้นฐานแล้วการเปลี่ยนแปลงนั้นทำให้เป็นอันตรายและแพร่เชื้อไปยังมนุษย์ได้
Weger-Lucarelli กล่าวว่า “การทำงานร่วมกันนี้มีเอกลักษณ์เฉพาะเนื่องจากความเชี่ยวชาญของเราแตกต่างกัน “ดร. บราวน์เป็นนักสร้างแบบจำลองโมเลกุลและนักชีวสารสนเทศ ส่วนฉันเป็นนักไวรัสวิทยา เราสามารถผสมผสานชุดทักษะที่แตกต่างกันได้อย่างมีประสิทธิผล”Amanda Sharp นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาด้านพันธุศาสตร์ ชีวสารสนเทศ และชีววิทยาเชิงคำนวณ ทำงานร่วมกับ Brown ในการทำแผนที่การกลายพันธุ์และค้นหาวิธีแสดงข้อมูลที่ซับซ้อนอย่างชัดเจนและแม่นยำด้วยภาพ นอกจากนี้ Xiaofeng Wang รองศาสตราจารย์จากSchool of Plant and Environmental Sciences ในCollege of Agriculture and Life Sciencesได้ปรับวิธีการที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการจัดการจีโนม SARS-CoV-2 และเป็นผู้เขียนงานนี้
“โครงการนี้เน้นให้เห็นถึงวิธีที่เราทุกคนนำผู้มีความสามารถมาทำงานร่วมกัน และสามารถทำวิทยาศาสตร์ที่มีผลอย่างมากร่วมกัน” บราวน์กล่าว งานวิจัยนี้ให้ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงทางพันธุกรรมที่จำเป็นสำหรับ SARS-CoV-2 เพื่อรักษาการแพร่เชื้อในมนุษย์หลังจากการเกิดขึ้นจากแหล่งกักเก็บสัตว์ จากข้อมูลของ Weger-Lucarelli เมื่อพิจารณาถึงความสำคัญของการกลายพันธุ์นี้ โปรตีนส่วนนี้ของไวรัสสามารถถูกกำหนดเป้าหมายโดยยาต้านไวรัสหรือวัคซีนเพื่อรักษาโรคได้
Brown และ Weger-Lucarelli กำลังดำเนินการทำงานร่วมกันและดำเนินการระดมทุนเพื่อศึกษาการกลายพันธุ์ล่าสุดของ SARS-CoV-2 ในมนุษย์ ซึ่งช่วยให้ปรับตัวเข้ากับการแพร่เชื้อในมนุษย์ได้มากขึ้น พวกเขาเพิ่งได้รับรางวัลทุนนักบินสร้างทีมแบบสหวิทยาการ CeZAP ของเวอร์จิเนียเทคสำหรับบาร์โค้ด SARS-CoV-2 ระดับโมเลกุลเพื่อสำรวจพลวัตของวิวัฒนาการในร่างกาย นอกจากนี้ พวกเขายังได้รับทุนสนับสนุนข้อมูลและการตัดสินใจของเวอร์จิเนียเทคเพื่อต่อยอดจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ ขยายความร่วมมือในทีมวิจัย และพัฒนายาต้านไวรัสเพื่อต่อสู้กับโควิด-19
“เราได้รวบรวมกลุ่มความร่วมมือที่ผสมผสานระหว่างความเชี่ยวชาญของ Dr. Brown และของฉัน พร้อมด้วยผู้ทำงานร่วมกันด้านการคำนวณและเคมีทางการแพทย์ที่ยอดเยี่ยม” Weger-Lucarelli กล่าวเสริม
ในขณะที่ทำงานเกี่ยวกับวิวัฒนาการวิวัฒนาการของ SARS-CoV-2 บราวน์และเวเกอร์-ลูคาเรลลียังได้เริ่มต้นความร่วมมือกับ Sanket Deshmukh ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านวิศวกรรมเคมีใน วิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์และ Andrew Lowell ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านเคมีในวิทยาลัย วิทยาศาสตร์เพื่อตรวจสอบเส้นทางใหม่ในการนำยากลับมาใช้ใหม่ที่สามารถกำหนดเป้าหมายโปรตีน SARS-CoV-2 Mpro ซึ่งเป็นเป้าหมายหลักสำหรับการรักษาด้วยยาต้านไวรัสสำหรับ COVID-19
จากข้อมูลของกลุ่ม เรมเดซิเวียร์เป็นยาต้านไวรัสชนิดเดียวที่ได้รับการอนุมัติให้ใช้รักษาโควิด-19 ในปัจจุบัน ด้วยข้อมูลจำนวนมากที่มีอยู่เกี่ยวกับยาและผลิตภัณฑ์จากธรรมชาติ การเริ่มค้นพบยาโดยใช้สารประกอบที่มีอยู่เป็นโมเลกุลตั้งต้นจึงเป็นประโยชน์ เวอร์จิเนียเทคได้มอบทุนเมล็ดพันธุ์ Data and Decisions ให้กับกลุ่มเพื่อขยายความร่วมมือในการทำนายสารประกอบด้วยการคำนวณ ตรวจสอบความถูกต้องของกลไกการออกฤทธิ์ และใช้แนวทางที่ขับเคลื่อนด้วยข้อมูลเพื่อทำให้สารประกอบเฉพาะของ CoV-2 ใหม่ทำงานได้
วิสัยทัศน์ของกลุ่มวิจัยคือการใช้ความก้าวหน้าล่าสุดในการคำนวณพลังงานอิสระสัมพัทธ์และทรัพยากรคอมพิวเตอร์เพื่อออกแบบอย่างมีเหตุมีผลและคาดการณ์ปริมาณยาที่อาจสร้างความแตกต่างในการรักษาไวรัส พวกเขาจะใช้อัลกอริทึมขั้นสูงและการสร้างแบบจำลองข้อมูลเพื่อทำนายว่าสารประกอบใดกำหนดเป้าหมายได้ดีที่สุดในด้านที่ทำให้ไวรัสทำซ้ำ จากนั้นพวกเขาจะทำการทดสอบสิ่งเหล่านั้นเป็นครั้งแรกในห้องปฏิบัติการ ซึ่งจะทำให้กระบวนการค้นพบยามีประสิทธิภาพและประสิทธิผลมากขึ้น
“สำหรับฉัน” บราวน์กล่าว “นี่คือวิธีที่วิทยาศาสตร์ควรทำงาน ทำงานร่วมกันอย่างแท้จริงเพื่อนำชิ้นส่วนปริศนาเหล่านี้มารวมกันให้มากขึ้นอย่างรวดเร็วยิ่งขึ้น เพื่อให้มีผลกระทบมากที่สุด และขับเคลื่อนความรู้ที่เรามีต่อไป คำถามทางชีววิทยาเหล่านี้”
credit: mastersvo.com twinsgearstore.com resignbeforeyourtime.com WeBlinkAlliance.com colourtopsell.com haveparrotwilltravel.com hootercentral.com hotwifemilfporn.com blogiurisdoc.com MarketingTranslationBlog.com
