科技日報北京4月20日電(實習(xí)記者 張佳欣) 發(fā)表在《流體物理學(xué)》上的最新研究稱,日本沖繩科學(xué)技術(shù)大學(xué)院大學(xué)的研究人員通過研究新冠病毒顆粒上帶電的蛋白質(zhì)發(fā)現(xiàn),三角形刺突形狀對病毒的大范圍傳播有重要影響。
“當(dāng)人們設(shè)想單個新冠病毒顆粒的樣子時,通常會想到一個球體,它的表面分布著許多尖刺或更小的球體。這是病毒最初的建模方式!眳⑴c該項研究的喬拉西亞博士說,“但這個模型只是一個粗略的草圖,在過去的一年里,我們對病毒的模樣有了更多的了解!
喬拉西亞指出,新冠病毒顆粒的“刺突”實際上是像三個小球堆疊在一起形成的三角形形狀。這是一個重要的考慮因素,因為病毒顆粒的形狀會影響其擴散能力。
研究人員表示,要理解這一點,請首先想象一個球在太空中移動。球?qū)⒀刂粭l曲線運動,但當(dāng)它這樣做時,它本身也會旋轉(zhuǎn)。球旋轉(zhuǎn)的速度被稱為“旋轉(zhuǎn)擴散率”。盡管新冠病毒顆粒懸浮在液體(特別是微小的唾液滴)中,但它的運動方式與這顆球相似。較高的旋轉(zhuǎn)擴散率意味著顆粒在沿著軌跡運動時會發(fā)生抖動和偏差,因此可能很難附著到目標(biāo)物體上或有效地彈回物體以在空氣中繼續(xù)移動,而較低的旋轉(zhuǎn)擴散率具有相反的效果。
研究的另一個考慮因素是每個刺突攜帶的電荷。研究人員假設(shè)它們的電荷相等,相同的電荷總是相互排斥的,因此如果一個病毒顆粒上只有兩個刺突,它們的電荷相等,則將彼此排斥。隨著更多的平均電荷的增加,它們會均勻地分布在病毒球體的表面。這為研究人員提供了一種幾何排列,從中計算出旋轉(zhuǎn)擴散率。
此前,研究人員觀察了一種有74個刺突的病毒顆粒。在這項新的研究中,他們使用了相同的病毒顆粒,但將刺突上的單體蛋白換成了3個蛋白。研究發(fā)現(xiàn),病毒顆粒的旋轉(zhuǎn)擴散率降低了39%。此外,隨著更多刺突蛋白的增加,這一趨勢仍繼續(xù)保持。
新冠病毒顆粒的旋轉(zhuǎn)擴散率影響著它與物體(如人的組織或細(xì)胞)的對準(zhǔn)和附著能力,這是它能夠如此迅速地在人與人之間傳播的關(guān)鍵。
這是一項重要的發(fā)現(xiàn),具有較低的旋轉(zhuǎn)擴散系數(shù)意味著病毒顆粒能夠更好地排列并附著在物體和人體上。因此,這項研究表明,三角形刺突對新冠病毒能夠大范圍傳播起到了“推波助瀾”的作用。
“實際情況比研究發(fā)現(xiàn)要復(fù)雜得多。”喬拉西亞博士表示,“新冠病毒刺突攜帶的電荷可能不相等,或者它們可能是靈活的,能夠自我扭曲。此外,病毒顆粒的‘身體’可能不是球體。所以,我們計劃在這方面做更多的研究!