Des pointes de forme triangulaire sont essentielles à la transmission du coronavirus, selon une nouvelle étude – Technoguide

Le COVID-19 n’a pas besoin d’être présenté. L’année dernière, la maladie, qui est causée par le virus SARS-CoV-2, a atteint tous les continents du monde. À la fin de mars 2021, on estimait à 128 millions le nombre de cas enregistrés, dont près de trois millions étaient mortels. Alors que la course des scientifiques pour développer des vaccins et que les politiciens coordonnent leur distribution, une recherche fondamentale sur ce qui fait le succès de ce virus est également en cours.

Au sein de l’Unité Mathématiques, Mécanique et Matériaux de l’Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), le chercheur postdoctoral, le Dr Vikash Chaurasia, et le professeur Eliot Fried ont utilisé des techniques de minimisation d’énergie pour examiner les protéines chargées sur les particules biologiques. Auparavant, ils recherchaient des molécules de cholestérol, mais lorsque la pandémie a frappé, ils se sont rendu compte qu’avec les méthodes qu’ils avaient développées, ils pouvaient être appliqués au nouveau virus. Ils ont collaboré avec les chercheurs Mona Kanso et le professeur Jeffrey Giacomin, de l’Université Queen’s au Canada, pour examiner de près le SRAS-CoV-2 et voir comment la forme des “ pointes ” du virus (officiellement appelées peplomers) contribue à son succès. à se répandre de manière si prolifique. Leur étude a été récemment publiée dans Physics of Fluids.

“Quand on envisage une seule particule de coronavirus, il est courant de penser à une sphère avec de nombreuses pointes ou des sphères plus petites réparties sur sa surface”, a déclaré le Dr Chaurasia. “C’est la façon dont le virus a été modélisé à l’origine. Mais ce modèle est une ébauche et au cours de l’année dernière, nous en sommes venus à en apprendre beaucoup plus sur ce à quoi ressemble le virus.”

Au lieu de cela, a souligné le Dr Chaurasia, les “ pointes ” de la particule de coronavirus ont en fait la forme de trois petites sphères empilées ensemble pour former une forme triangulaire. Ceci est une considération importante car la forme d’une particule virale peut influencer sa capacité à se disperser.

Pour comprendre cela, imaginez une balle se déplaçant dans l’espace. La balle suivra une courbe mais, ce faisant, elle tournera également. La vitesse à laquelle la bille tourne est appelée sa diffusivité rotationnelle. Une particule de SRAS-CoV-2 se déplace de la même manière que cette balle bien qu’elle soit suspendue dans un liquide (en particulier, de minuscules gouttelettes de salive). La diffusivité rotationnelle de la particule a un impact sur sa capacité à s’aligner et à se fixer sur des objets (tels que les tissus ou les cellules d’une personne) et cela a été essentiel dans sa capacité à se propager si rapidement d’une personne à l’autre. Une diffusivité rotationnelle plus élevée signifiera que la particule tremblera et tremblera lorsqu’elle suit une trajectoire – et peut donc avoir des difficultés à se fixer aux objets ou à rebondir efficacement sur un objet pour continuer à se déplacer dans l’air. Alors qu’une diffusivité rotationnelle plus faible a l’effet inverse.

Une autre considération était la charge de chaque pic. Les chercheurs ont supposé que chacun était également chargé. Les mêmes charges se repoussent toujours, donc s’il n’y a que deux pointes sur une particule et qu’elles ont des charges égales, elles seront situées à l’un ou l’autre des pôles (aussi loin que possible l’une de l’autre). Au fur et à mesure que des pointes plus également chargées sont ajoutées, elles deviennent uniformément réparties sur la surface de la sphère. Cela a fourni aux chercheurs un arrangement géométrique à partir duquel ils ont pu calculer la diffusivité rotationnelle.

Auparavant, les chercheurs ont examiné une particule virale avec 74 pointes. Pour cette nouvelle étude, ils ont utilisé la même particule, mais ont remplacé les pointes à une seule perle pour les triangles à trois perles. Lorsqu’ils ont fait cela, la diffusivité rotationnelle de la particule s’est avérée diminuer de 39%. De plus, cette tendance s’est avérée se poursuivre avec l’ajout de pics supplémentaires.

C’était une découverte importante – avoir une diffusivité rotationnelle plus faible signifie que les particules virales peuvent mieux s’aligner et se fixer aux objets et aux personnes. Ainsi, cette étude suggère que les pointes de forme triangulaire ont contribué au succès du SRAS-CoV-2.

«Nous savons que c’est plus compliqué que cela», a expliqué le Dr Chaurasia. “Les pointes pourraient ne pas être également chargées. Ou elles pourraient être flexibles et capables de se tordre. De plus, le” corps “de la particule pourrait ne pas être une sphère. Nous prévoyons donc de faire plus de recherches dans ce domaine.”

Une autre caractéristique intéressante de cette recherche est son lien avec une question posée il y a plus d’un siècle par le physicien JJ Thomson, qui a exploré comment un nombre défini de charges sera réparti sur une sphère.

“Je trouve fascinant qu’un problème considéré il y a plus de 100 ans soit aussi pertinent pour la situation dans laquelle nous nous trouvons aujourd’hui”, a déclaré le professeur Eliot Fried. “Bien que cette question ait d’abord été posée sous l’angle de la curiosité et de l’intérêt intellectuel, elle s’est avérée applicable de manière inattendue. Cela montre pourquoi nous ne devons pas perdre de vue l’importance de la recherche fondamentale.”

Les scientifiques de l’OIST et de l’Université Queen’s ont l’intention de continuer à collaborer sur ce type de recherche pour faire la lumière sur le succès du SRAS-CoV-2. Les chercheurs de l’Université Queen’s viennent de recevoir une bourse de recherche Mitacs Globalink pour permettre à l’auteure principale Mona Kanso de voyager entre le Canada et le Japon et de travailler plus étroitement avec l’OIST.

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