Швейцарские ученые в поисках вакцины против коронавируса

Так выглядят три вируса Covid 19 (желтого цвета) под электронным микроскопом в момент их проникновения в здоровую клетку. С помощью технологии криоэлектронной микроскопии вирусы можно рассмотреть гораздо более подробно. Keystone / Niaid- Rml/national Institutes O

Найти вакцину против коронавируса, и как как можно скорее: швейцарские ученые заинтересованы в этом не менее остальных, а потому и они вносят свой вклад в борьбу с общим противником. Среди них - лауреат Нобелевской премии Жак Дюбоше (Jacques Dubochet), разработавший технологию сверхточной электронной обработки изображений, полученных при помощи электронного микроскопа, а также команда ученых из Бернского университета, получившая цифровой клон коронавируса.

Всего один месяц потребовался ученым Университета штата Техас для детального описания трехмерной структуры S-белка, важнейшего элемента «короны» вируса SARS-CoV-2. Однако их успех не был бы возможен без достижений швейцарского ученого Жака Дюбоше в области так называемой криоэлектронной микроскопии. 

Итоги их научных изысканий были опубликованы в журнале ScienceВнешняя ссылка. Впервые отмеченная в 2017 году Нобелевской премией методика, разработанная Ж. Дюбоше совместно с его коллегами Йоахимом Фрэнком (Joachim Frank) и Ричардом Хендерсоном (Richard Henderson), приводит к столь впечатляющим практическим результатам.

Революционная технология

Как работает криоэлектронная микроскопия? Напомним для начала, что, в отличие от обычного светового микроскопа, электронный микроскоп исследует образцы не лучом света, но при помощи бомбардировки их концентрированным пучком электронов, что обеспечивает гораздо большую степень увеличения и большую точность полученного изображения.

Однако наблюдение за образцами органических материалов связано в том числе с проблемой поиска подходящего контрастного вещества. Образцы должны быть либо обезвожены, либо окрашены пигментами, либо облучены рентгеновскими лучами. Все эти методы критическим образом изменяют структуру и характеристики изучаемого образца, и то, что наблюдается учеными, больше не соответствует его естественному состоянию.

И вот тут-то на помощь ученым приходят методы криомикроскопии, в рамках которой происходит замораживание образца. Однако просто так пробу заморозить тоже нельзя, цель состоит в том, чтобы, замораживая образец, не допустить образования кристаллов льда, которые могли бы разрушить органическую структуру пробы. Поэтому для очень быстрого доведения образца до температуры в −160°C используется жидкий этан, в результате чего образец оказывается заключенным в т.н. аморфном, т.е. некристаллическом, льду.

Трехмерная модель

Благодаря этой методике исследователи Техасского университета и смогли создать трехмерное изображение структуры S-белка, важнейшего элемента «короны» вируса. Это ключевой белок, потому что именно он позволяет вирусу проникать в здоровые клетки и заражать их. Поэтому считается, что форма этого белка играет решающую роль в поиске подходящей вакцины.

Швейцарское национальное общественное (негосударственное) франкоязычное радио RTSВнешняя ссылка ссылается при этом на Джейсона Маклеллана (Jason McLellanВнешняя ссылка), старшего автора исследования и доцента молекулярных биологических наук в Техасском университете в Остине. По его словам, «решение этой задачи является ключом к синтезированию вакцины. Если нам удастся найти вещество, деактивирующее этот белок, то тогда вирус не сможет распространяться, и мы сумеем остановить пандемию».

Цифровой клон в Берне

Еще один впечатляющий шаг вперед в борьбе против вируса был сделан в Швейцарии, в Берне. Команда Института вирусологии и иммунологии (Institut für Virologie und Immunologie) Бернского университета смогла создать своего рода «цифровой клон коронавируса». Уже три недели ученые работают над этой проблемой в лаборатории с наивысшим уровнем безопасности. Двери этой лаборатории открываются перед сотрудниками только после тщательного мытья под душем и многократной смены всей одежды под самым строгим контролем. Почему? Потому что в этой лаборатории «оцифровку» проходят образцы «настоящего» коронавируса.

Цифровой клон коронавируса Фолькеру Тилю (Volker Thiel) и его коллегам удалось получить всего за несколько дней. Этот клон незаразен, но он является еще одним ключом к поиску вакцины. «Теперь мы можем работать с вирусом. Например, мы можем удалить из него какой-нибудь ген и посмотреть, будет ли после этого вирус воспроизводиться менее или более эффективно. Таким образом, мы теперь способны выяснить, какое значение имеют отдельные гены для размножения вируса», — рассказал бернский вирусолог нашим коллегам из общественной (негосударственной) немецкоязычной телекомпании SRFВнешняя ссылка.

Интерес к этому «клону» уже проявил целый ряд ведущих научных лабораторий мира. «Это очень важный прорыв, прежде всего потому, что нам еще многое неизвестно о новом вирусе. Любые полученные любым образом знания помогут нам сделать шаг вперед в познании механизмов его репродукции, а это очень важно для достижения успеха в области разработки новых вакцин и других средств борьбы с вирусом», — говорит директор Института вирусологии и иммунологии Бернского университета Кристиан Гриот (Christian Griot).

Русскоязычную версию материала подготовил Игорь Петров.