Kết nối với chúng tôi:

Khoa học

Mô phỏng lớp vỏ chứa 200 triệu nguyên tử của nCoV

Đã đăng

 ngày

 
Nhóm nghiên cứu ở Đại học California, San Diego sử dụng siêu máy tính Frontera để lập mô hình nguyên tử hoàn chỉnh của nCoV.
Siêu máy tính Frontera ở TACC. Ảnh: Sci Tech Daily.
Siêu máy tính Frontera ở TACC. Ảnh: Sci Tech Daily.

Các nhà khoa học đang chuẩn bị tạo ra mô hình của nCoV với hy vọng có thể tìm hiểu cách virus lây nhiễm trong cơ thể. Họ đã tiến hành những bước sơ bộ, kiểm tra các bộ phận đầu tiên của mô hình và tối ưu hóa câu lệnh (code) trên siêu máy tính Frontera ở Trung tâm máy tính cao cấp Texas (TACC) thuộc Đại học Texas, Austin. Hiểu biết thu được từ mô hình đầy đủ có thể giúp các nhà nghiên cứu thiết kế những loại thuốc và vaccine mới để đối phó với nCoV.

Rommie Amaro, giáo sư hóa học và hóa sinh ở Đại học California, San Diego (UCSD), đang chỉ đạo dự án xây dựng mô hình nguyên tử hoàn chỉnh đầu tiên mô phỏng vỏ ngoài của nCoV. “Nếu có mô hình tốt phản ánh hình dáng bên ngoài của hạt virus và cách nó hoạt động, chúng ta có thể hình dung những bộ phận khác nhau liên quan tới quá trình nhận dạng phân tử”, Amaro cho biết.

Nhận dạng phân tử là quá trình nCoV tương tác với protein gọi là thụ thể ACE2 và các mục tiêu khác bên trong màng của tế bào chủ. Mô hình nCoV do Amaro dự đoán chứa khoảng 200 triệu nguyên tử. Tương tác giữa mỗi nguyên tử với nhau cần được tính toán. Amaro và cộng sự xử lý khối lượng công việc bằng phương pháp mô hình tích hợp.

“Chúng tôi đang cố gắng kết hợp dữ liệu ở nhiều độ phân giải khác nhau vào một mô hình có thể mô phỏng trên siêu máy tính hàng đầu như Frontera”, Amaro nói. “Về cơ bản, chúng tôi bắt đầu với các bộ phận riêng lẻ. Chúng tôi dựng mỗi bộ phận hết sức cẩn thận, sau đó chúng tôi đưa chúng vào mô phỏng lớn hơn của vỏ ngoài virus”.

Trong hai ngày 12 và 13/3/2020, phòng thí nghiệm Amaro thuộc UCSD chạy các mô phỏng động lực phân tử trên 4.000 nút xử lý của Frontera, siêu máy tính mạnh thứ năm trên thế giới theo đánh giá của tổ chức Top500 vào tháng 11/2019. “Mô phỏng với quy mô đó chỉ có thể chạy trên cỗ máy như Frontera hoặc siêu máy tính của Bộ Năng lượng. Chúng tôi đã liên lạc trực tiếp với đội ngũ phục trách Frontera. Họ đang tìm cách tối ưu hóa câu lệnh để các mô phỏng này có thể chạy hiệu quả hết mức có thể”, Amaro chia sẻ.

Dự án về nCoV của Amaro dựa trên thành công khi lập mô phỏng lớp vỏ của virus cúm thường, công bố trên tạp chí ACS Central Science hồi tháng 2/2020.

An Khang (Theo Sci Tech Daily) – Vnexpress

Khoa học

Mèo lây Covid-19 từ chủ

Đã đăng

 ngày

Bởi

Con mèo nhiễm nCoV sau khi chủ của nó trở về từ Italy, trở thành ca truyền nCoV từ người sang mèo đầu tiên được ghi nhận trên thế giới.
Mèo là loài thứ hai được ghi nhận nhiễm Covid-19 sau chó. Ảnh minh họa: Live Science.
Mèo là loài vật thứ hai được ghi nhận nhiễm Covid-19 sau chó. Ảnh minh họa: Live Science.

Cơ quan Y tế công cộng, An toàn thực phẩm và Môi trường Bỉ hôm 27/3 thông báo một con mèo nhà ở nước này nhiễm Covid-19. Một tuần sau khi người chủ trở về từ chuyến du lịch tới miền bắc Italy và nhiễm Covid-19, con mèo phát triển các triệu chứng về hô hấp, tiêu chảy, nôn mửa, theo Steven Van Gucht, nhà vi trùng học kiêm phát ngôn viên chính phủ.

Người chủ gửi mẫu dịch vị lúc nôn và mẫu phân của con mèo tới phòng thí nghiệm của tiến sĩ Daniel Desmecht ở Khoa Thú y của Đại học Liège. Xét nghiệm gene phát hiện lượng virus cao trong các mẫu bệnh phẩm. Van Gucht cho biết con mèo hồi phục sau 9 ngày.

Mèo và người dường như có một điểm chung trên bề mặt tế bào hô hấp, đó là vị trí mà nCoV dùng để xâm nhập. Ở người, các nhà khoa học xác định nCoV gắn vào protein thụ thể mang tên ACE2 nằm ở bên ngoài tế bào hô hấp. Sau khi xâm nhập, virus điều khiển cỗ máy bên trong tế bào để nhân lên. Protein ACE2 của mèo rất giống ACE2 của người, Van Gucht nói.

Trong dịch SARS năm 2003, nhà chức trách cũng phát hiện những con mèo nhiễm virus corona. Loài vật nuôi khác nhiễm nCoV từ chủ là hai con chó ở Hong Kong. Con chó đầu tiên là một con phốc sóc 17 tuổi dương tính yếu với nCoV hồi cuối tháng 2/2020. Con chó chết vào giữa tháng 3/2020. Nhà chức trách không biết nguyên nhân chính xác dẫn tới cái chết của nó do người chủ không đồng ý khám nghiệm. Con chó thứ hai thuộc giống chó chăn cừu Đức có kết quả dương tính nhưng không bộc lộ triệu chứng.

Hiện nay, chưa có báo cáo về vật nuôi truyền virus sang chủ. Van Gucht nhấn mạnh lây nhiễm giữa người và vật nuôi không phải con đường phát tán virus chính. Để xác định chắc chắn con mèo nhiễm nCoV, các nhà khoa học sẽ cần xét nghiệm máu để tìm kháng thể đặc hiệu đối với nCoV. Họ sẽ tiến hành xét nghiệm sau khi con mèo hết thời gian cách ly.

An Khang (Theo Live Science) – Vnexpress

Đọc tiếp

Khoa học

Phát triển hợp chất có thể ngăn nCoV xâm nhập phổi

Đã đăng

 ngày

Bởi

Các nhà hóa học ở Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) đang kiểm tra một phân đoạn protein có thể ức chế khả năng xâm nhập vào tế bào phổi của nCoV.
Nhóm nghiên cứu ở MIT tìm cách ức chế nCoV bằng peptide. Ảnh: Technology Network.
Nhóm nghiên cứu ở MIT tìm cách ức chế nCoV bằng peptide. Ảnh: Technology Network.

Trong nỗ lực phát triển phương pháp điều trị khả thi cho bệnh Covid-19, nhóm nghiên cứu đến từ MIT thiết kế loại thuốc tiềm năng ngăn chặn nCoV tiến vào tế bào chủ. Loại thuốc đó là một phân đoạn protein ngắn hay còn gọi là peptide, mô phỏng protein tìm thấy trên bề mặt tế bào người. Các nhà nghiên cứu đứng đầu là Brad Pentelute, phó giáo sư hóa học ở MIT, chứng minh peptide mới có thể liên kết với protein của virus và vô hiệu hóa nó. Họ báo cáo phát hiện sơ bộ trên trang bioRxiv hôm 20/3.

“Chúng tôi tạo ra hợp chất vì thực sự muốn khám phá bởi trên thực tế, nó tương tác với protein của virus đúng như chúng tôi dự đoán, do đó nó có khả năng ngăn chặn virus xâm nhập vào tế bào chủ”, Pentelute chia sẻ.

Phòng thí nghiệm của Pentelute bắt đầu làm việc trong dự án này hồi đầu tháng 3/2020, sau khi một nhóm nghiên cứu ở Trung Quốc công bố cấu trúc protein hình gai của nCoV cùng với thụ thể tế bào mà nó liên kết khi quan sát dưới kính hiển vi đông lạnh điện tử. Các virus corona, bao gồm nCoV, có nhiều gai protein nhô ra từ vỏ ngoài.

Những nghiên cứu về nCoV chỉ ra một vùng chuyên biệt của protein hình gai, gọi là miền liên kết thụ thể, gắn vào thụ thể mang tên enzyme chuyển đổi angiotensin 2 (ACE2). Thụ thể này có trên bề mặt nhiều tế bào ở người, bao gồm ở phổi. Thụ thể ACE2 cũng là “cửa ngõ” mà virus gây dịch SARS năm 2002 – 2003 sử dụng.

Nhằm phát triển thuốc có thể ngăn chặn virus, Genwei Zhang, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ ở phòng thí nghiệm của Pentelute tiến hành mô phỏng những tương tác giữa thụ thể ACE2 và miền liên kết thụ thể của nCoV trên máy tính. Các mô phỏng hé lộ vị trí miền liên kết thụ thể gắn vào thụ thể ACE2, đó là một đoạn của protein ACE2 tạo thành cấu trúc xoắn alpha.

Sau đó, nhóm nghiên cứu sử dụng công nghệ tổng hợp peptide mà phòng thí nghiệm của Pentelute phát triển trước đây để nhanh chóng tạo ra một peptide gồm 23 amino axit có trình tự giống cấu trúc xoắn alpha của thụ thể ACE2. Cỗ máy tổng hợp peptide dựa trên dòng gene của họ có thể hình thành liên kết giữa các amino axit, những khối cấu trúc phân tử tạo thành protein, trong khoảng 37 giây. Cỗ máy mất chưa đầy một giờ để đưa ra phân tử peptide hoàn chỉnh chứa 50 amino axit.

Pentelute và cộng sự cũng tổng hợp một chuỗi ngắn hơn chỉ bao gồm 12 amino axit tìm thấy ở cấu trúc xoắn alpha. Sau đó, họ kiểm tra cả hai mẫu peptide, sử dụng thiết bị ở Cơ sở Đo kiểm Lý sinh học của MIT nhằm xác định hai phân tử liên kết với nhau mạnh tới mức nào. Họ nhận thấy đoạn peptide dài gắn chặt vào miền liên kết thụ thể trên protein hình gai của nCoV, trong khi đoạn ngắn hơn có liên kết lỏng lẻo.

Dù MIT đã tạm dừng hoạt động nghiên cứu ở viện từ giữa tháng 3, phòng thí nghiệm của Pentelute được cấp phép đặc biệt để nhóm nghiên cứu tiếp tục dự án. Hiện nay, họ đang phát triển khoảng 100 biến thể của mẫu peptide nhằm tăng lực liên kết và khiến nó ổn định hơn trong cơ thể. Trong khi đó, Pentelute và cộng sự đã gửi mẫu peptide gồm 23 amino axit cho phòng thí nghiệm ở Trường Y Icahn tại Mount Sinai, New York, Mỹ, để thử nghiệm trên tế bào người và mô hình động vật nhiễm Covid-19.

Theo Pentelute, một lợi thế của loại thuốc mới là tương đối dễ sản xuất số lượng lớn và có bề mặt tiếp xúc lớn hơn các loại thuốc từ phân tử nhỏ. “Peptide là phân tử lớn, do đó chúng có thể bám chặt vào nCoV và ngăn chặn virus xâm nhập tế bào. Trong khi đó, nếu sử dụng phân tử nhỏ, rất khó để chặn toàn bộ khu vực mà virus sử dụng. Kháng thể cũng có bề mặt tiếp xúc lớn và tiêu diệt hiệu quả virus nhưng khó phát hiện và sản xuất hơn”, Pentelute giải thích.

Tuy nhiên, một hạn chế của thuốc peptide là thường không thể dùng dưới dạng uống mà phải tiêm vào tĩnh mạch hoặc dưới da. Loại thuốc này cũng cần điều chỉnh để có thể lưu lại trong mạch máu đủ lâu nhằm đem lại hiệu quả. “Thật khó dự đoán mất bao lâu để cho ra đời sản phẩm mà chúng tôi có thể thử nghiệm trên bệnh nhân, nhưng mục tiêu của tôi là hoàn thiện trong vòng vài tuần. Nếu gặp nhiều khó khăn, thời gian có thể kéo dài tới vài tháng”, Pentelute cho biết.

An Khang (Theo Sci Tech Daily) – Vnexpress

Đọc tiếp

Khoa học

Phân lập thành công 200 kháng thể chống nCoV

Đã đăng

 ngày

Bởi

Nhóm nghiên cứu phân lập thành công kháng thể đơn dòng có khả năng chống lại nCoV từ tế bào lympho B trong máu người bệnh hồi phục.

Các nhà khoa học thuộc viện Y học, Đại học Thanh Hoa (Bắc Kinh) hợp tác với Bệnh viện Nhân dân Thâm Quyến, phân tích toàn diện các phản ứng của kháng thể bảo vệ người bệnh mắc Covid-19 trong giai đoạn hồi phục.

Mô hình kháng thể ngăn chặn protein bề mặt và thụ thể của nCoV, không cho xâm nhập vào tế bào cơ thể. Ảnh: Tsinghua Univerisity
Mô hình kháng thể ngăn chặn protein bề mặt và thụ thể của nCoV, không cho xâm nhập vào tế bào cơ thể. Ảnh: Tsinghua University

Sử dụng công nghệ phân tích kháng thể với độ chính xác cao, công nghệ phân lập và đánh giá kháng thể, nhóm nghiên cứu phân lập thành công hơn 200 kháng thể đơn dòng chống lại nCoV và gene mã hóa của chúng từ các tế bào lympho B trong máu người bệnh phục hồi.

Đây là vũ khí tự nhiên của cơ thể được tạo ra trong quá trình virus xâm nhập vào cơ thể, giúp nhận biết protein bề mặt của nCoV, ngăn chặn hiệu quả virus xâm nhập vào tế bào người, nghiên cứu cho biết. Một số kháng thể đã được chứng minh khả năng trung hòa hiệu quả cao, làm giảm hoặc mất hoàn toàn khả năng lây nhiễm của nCoV. 

Tế bào lympho B là các tế bào chuyên phụ trách sản sinh và tiết ra các kháng thể trong cơ thể, đóng vai trò chính trong việc chống lại nhiễm trùng, khối u và các bệnh tự miễn. Về mặt số lượng, kháng thể có thể chiếm khoảng 20% tổng lượng protein trong huyết tương và theo quá trình lưu thông máu để liên tục phát hiện các virus xâm nhập từ bên ngoài cơ thể, từ đó ức chế và tiêu diệt virus. Phản ứng miễn dịch bảo vệ được cơ thể tạo ra sau khi tiêm vaccine, nhờ tế bào lympho B phân tiết ra kháng thể, đặc biệt là các kháng thể có khả năng trung hòa.

Sự hình thành các tế bào lympho B đòi hỏi một quá trình phức tạp về sự hình thành, phát triển trong cơ thể. Làm thế nào để hiểu và vận dụng quá trình này để tối đa hóa chức năng miễn dịch của con người chống lại quá trình lây nhiễm là vấn đề trọng tâm và khó khăn nhất.

Nhóm nghiên cứu Trung Quốc. Ảnh: Tsinghua University
Nhóm nghiên cứu Trung Quốc. Ảnh: Tsinghua University

Trong vài năm qua, nhóm đã thực hiện nghiên cứu chuyên sâu một số bệnh do virus gây ra. Họ phát hiện sự phối hợp giữa tế bào lympho B và tế bào lympho T đóng vai trò quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể. Đặc biệt trong nghiên cứu về tế bào lympho B, sử dụng công nghệ tiên tiến nhất để phát triển và tối ưu hóa nền tảng nghiên cứu kháng thể. Trong một thời gian ngắn có thể sàng lọc, phân lập và thu được một lượng lớn kháng thể hiệu quả cao từ một lượng máu nhỏ. Kháng thể kháng virus và gene mã hóa  đặt nền tảng vững chắc cho những nghiên cứu chống virus sau này.

Hiện nhóm nghiên cứu đang làm việc với Giáo sư Wang Xinquan (người có kinh nghiệm nghiên cứu SARS-CoV), tại Trường Khoa học Đời sống, Đại học Thanh Hoa để tiến hành nghiên cứu cấu trúc và hệ thống chức năng các kháng thể này để sàng lọc các kháng thể vượt trội, nghiên cứu động vật tiền lâm sàng và phát triển ứng dụng lâm sàng sau đó.

Nguyễn Xuân (Theo Chinascience Techdaily) – Vnexpress

Đọc tiếp
Advertisement

Facebook

Advertisement

Tin Nổi bật