News

โควิดกระจายในอากาศ: ทีมจำลองไวรัสเดลต้าในละอองลอยเป็นครั้งแรก

การแสดงภาพโปรตีนขัดขวาง (สีน้ำเงิน) ของไวรัสที่ล้อมรอบด้วยโมเลกุลของเมือก (สีแดง) และแคลเซียมไอออน (สีเหลือง) เยื่อหุ้มของไวรัสแสดงเป็นสีม่วง เครดิต: Lorenzo Casalino แห่ง UC San Diego, Amaro Lab และทีมวิจัย ในเดือนพฤษภาคม 2564 ศูนย์ควบคุมโรคได้รับรองอย่างเป็นทางการว่า SARS-CoV-2 ซึ่งเป็นไวรัสที่ทำให้เกิด COVID-19 นั้นลอยอยู่ในอากาศ หมายความว่าสามารถแพร่เชื้อได้สูง ผ่านอากาศ ปัจจุบัน ศาสตราจารย์ Rommie Amaro จาก University of California San Diego และ Endowed Chair of Chemistry and Biochemistry ร่วมกับพันธมิตรทั่วสหรัฐอเมริกาและทั่วโลก ได้สร้างแบบจำลองไวรัสเดลต้าภายในละอองลอยเป็นครั้งแรก งานนี้เข้ารอบสุดท้ายสำหรับรางวัล Gordon Bell Prize ซึ่งมอบให้โดย Association for Computing Machinery ในแต่ละปี เพื่อยกย่องความสำเร็จที่โดดเด่นในด้านการประมวลผลประสิทธิภาพสูง Amaro เป็นผู้นำทีมที่ได้รับรางวัลเมื่อปีที่แล้วสำหรับการทำงานในการสร้างแบบจำลองไวรัส SARS-CoV-2 ที่มีอะตอมทั้งหมดและโปรตีน Spike ของไวรัส เพื่อให้เข้าใจว่ามันทำงานอย่างไรและเข้าถึงเซลล์ของมนุษย์ได้ “เป็นเรื่องที่ยอดเยี่ยมมากที่ได้เข้ารอบสุดท้ายสำหรับรางวัล Gordon Bell Prize เป็นปีที่สองติดต่อกัน” Amaro กล่าว “แต่ยิ่งไปกว่านั้น เรารู้สึกตื่นเต้นมากเกี่ยวกับศักยภาพของงานนี้ ในการทำความเข้าใจวิธีที่ไวรัสถูกส่งผ่านละอองลอย ผลกระทบอาจเปลี่ยนวิธีที่เรามองโรคในอากาศ” ละอองลอยมีขนาดเล็ก เส้นผมของมนุษย์มีความกว้างประมาณ 10 ไมครอน ละอองน้ำ—นึกถึงสเปรย์ที่ออกมาจากปากและจมูกของคุณเมื่อคุณจาม—อาจมีความกว้างได้ถึง 10 ไมครอน ละอองลอยมีความกว้างน้อยกว่าหนึ่งไมครอน ในขณะที่ละอองหยดตกลงสู่พื้นในเวลาน้อยกว่า 30 วินาที ละอองลอยเนื่องจากขนาดที่เล็กของพวกมัน สามารถลอยอยู่ในอากาศได้นานหลายชั่วโมงและเดินทางในระยะทางไกล Kim Prather ประธานดีเด่นด้านเคมีในบรรยากาศและผู้อำนวยการศูนย์ผลกระทบของละอองลอยต่อเคมีของสิ่งแวดล้อม (CAICE) ได้ศึกษาละอองทะเลและละอองลอยในมหาสมุทรอย่างกว้างขวาง เธอติดต่อ Amaro เมื่อหลายปีก่อนโดยสังเกตว่าละอองลอยเหล่านี้มีมากกว่าน้ำทะเล การแสดงภาพเดลต้า SARS-CoV-2 ในละอองระบบทางเดินหายใจ โดยที่ไวรัสจะแสดงเป็นสีม่วง โดยมีโปรตีนสไปค์เรียงเป็นสีน้ำเงิน Mucins เป็นสีแดง โปรตีนอัลบูมินเป็นสีเขียว และไขมันของของเหลวในปอดส่วนลึกในสีเหลืองสด เครดิต: Abigail Dommer จาก UC San Diego, Amaro Lab และทีมวิจัย “ความคิดทั่วไปเคยเป็นว่าละอองลอยในมหาสมุทรมีเพียงน้ำเกลือ” Prather กล่าว “แต่เราค้นพบว่าข้างในมีชีววิทยามหาสมุทรอยู่มากมาย เช่น โปรตีนและไวรัส ฉันไม่เพียงแต่คิดว่า Rommie จะสนใจศึกษาเรื่องนี้เท่านั้น แต่ยังคิดว่างานของเธออาจเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการช่วยให้เราเข้าใจเรื่อง องค์ประกอบของละอองลอยและการเคลื่อนไหวและการอยู่รอดในอากาศ” ห้องทดลองของ Amaro เริ่มพัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ว่าละอองลอยเป็นอย่างไรโดยใช้งานของ Prather ในสเปรย์น้ำทะเล การจำลองเหล่านี้ปูทางให้ Amaro และกลุ่มของเธอเข้าใจวิธีการทดลองและเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาละอองลอย โดยทั่วไป ตลอดจนพัฒนากรอบงานที่มีประโยชน์ในการสร้าง จำลอง และวิเคราะห์แบบจำลองละอองลอยที่ซับซ้อน เมื่อ SARS-CoV-2 มาถึงที่เกิดเหตุในต้นปี 2020 เธอเริ่มสร้างแบบจำลองไวรัสและสามารถแสดงให้เห็นว่ามันแพร่เชื้อไปยังเซลล์เจ้าบ้านได้อย่างไรผ่านสารเคลือบน้ำตาลที่เรียกว่าไกลแคนซึ่งครอบคลุมโปรตีนสไปค์ นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับละอองลอยมักสงสัยว่า SARS-CoV-2 อยู่ในอากาศ ดังนั้นการศึกษาไวรัสภายในละอองลอยจึงเป็นโอกาสที่จะสนับสนุนข้อสงสัยเหล่านั้นด้วยหลักฐาน การทำงานในห้องแล็บของเธอทำกับสเปรย์ฉีดแล้ว และงานที่แล็บของเธอทำกับไวรัสด้วย Amaro รวบรวมสองและสองไว้ด้วยกัน Amaro กล่าวว่า “ละอองลอยละเอียดเหล่านี้สามารถเดินทางไปได้ไกลที่สุดและเคลื่อนเข้าสู่ปอดลึก ซึ่งสามารถทำลายล้างได้” “ไม่มีเครื่องมือทดลอง ไม่มีกล้องจุลทรรศน์ที่ช่วยให้ผู้คนมองเห็นอนุภาคในรายละเอียดได้มากขนาดนี้ แต่กล้องจุลทรรศน์คอมพิวเตอร์แบบใหม่นี้ช่วยให้เราเห็นว่าเกิดอะไรขึ้นกับไวรัส—วิธีที่ไวรัสเคลื่อนที่ วิธีแพร่เชื้อระหว่างการบิน มีบางอย่าง มีประสิทธิภาพมากในการมองเห็นสิ่งที่ดูเหมือน การเห็นว่าองค์ประกอบต่างๆ มารวมกันอย่างไร มันเปลี่ยนประเภทของคำถามที่ผู้คนคิดว่าจะถามโดยพื้นฐานแล้ว” เพื่อให้เข้าใจมากขึ้นว่าไวรัสเคลื่อนที่และอาศัยอยู่ในละอองลอยอย่างไร Amaro ได้ทำงานร่วมกับทีมงาน 52 คนจากทั่วโลก รวมถึงห้องปฏิบัติการแห่งชาติ Oak Ridge โดยใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Summit เพื่อจำลองแบบจำลอง Summit เป็นหนึ่งในซูเปอร์คอมพิวเตอร์ไม่กี่แห่งในโลกที่สามารถทำการจำลองขนาดใหญ่เหล่านี้ได้ ซึ่งทำให้นักวิจัยสามารถมองเห็นละอองลอยในอะตอมหนึ่งพันล้านอะตอมอย่างที่ไม่เคยปรากฏมาก่อน การจำลองเหล่านี้รวมถึงรายละเอียดที่ซับซ้อนมากขึ้นของเยื่อหุ้มของไวรัส เช่นเดียวกับการแสดงภาพของละอองลอย นอกจากไวรัส SARS-CoV-2 แล้ว ละอองลอยระบบทางเดินหายใจระดับ sub-micron เหล่านี้ยังมีเมือก สารลดแรงตึงผิวในปอด น้ำ และไอออนอีกด้วย Mucins เป็นโพลีเมอร์ที่เรียงตัวกับพื้นผิวส่วนใหญ่ของร่างกายที่เปียก รวมทั้งทางเดินหายใจ และอาจทำงานเพื่อป้องกันไวรัสจากองค์ประกอบภายนอกที่รุนแรง เช่น แสงแดด สมมติฐานข้อหนึ่งที่ทีมวิจัยของ Amaro กำลังสำรวจอยู่ก็คือว่าตัวแปรเดลต้าของ SARS-CoV-2 นั้นแพร่เชื้อได้หรือไม่ส่วนหนึ่งเพราะดูเหมือนว่าจะมีปฏิสัมพันธ์กับเยื่อเมือกได้ดี เมื่อสร้างแบบจำลองแล้ว Amaro หวังว่าจะสร้างการทดลองอย่างเป็นทางการเพื่อทดสอบการคาดคะเนการเคลื่อนไหวของไวรัสที่เป็นละออง เธอยังกำลังพัฒนาเครื่องมือที่จะตรวจสอบว่าความชื้น ลม และสภาวะภายนอกอื่นๆ ส่งผลต่อการแพร่กระจายและชีวิตของไวรัสในละอองลอยอย่างไร นอกเหนือจากความต้องการเร่งด่วนในการเรียนรู้วิธีการทำงานของ SARS-CoV-2 ให้มากที่สุดแล้ว แบบจำลองคอมพิวเตอร์ของละอองลอยสามารถมีผลกระทบในวงกว้าง ซึ่งรวมถึงวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาพอากาศและสุขภาพของมนุษย์ “สิ่งที่เราเรียนรู้ระหว่างการระบาดใหญ่คือ ละอองลอยเป็นหนึ่งในตัวขับเคลื่อนหลักในการแพร่กระจายไวรัส และความสำคัญของพวกมันในการแพร่เชื้อก่อโรคระบบทางเดินหายใจอื่น ๆ นั้นประเมินค่าต่ำเกินไปอย่างเป็นระบบ” ดร. โรเบิร์ต “ชิป” สคูลลีย์ ศาสตราจารย์ใน ภาควิชาแพทยศาสตร์ที่ UC San Diego School of Medicine “ยิ่งเราเรียนรู้เกี่ยวกับละอองลอยและวิธีที่พวกมันเป็นพาหะของไวรัสและมลพิษ เช่น เขม่า ที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพ เราอยู่ในตำแหน่งที่ดีขึ้นในการสร้างมาตรการการรักษาและบรรเทาผลกระทบที่มีประสิทธิภาพ สิ่งนี้เป็นประโยชน์ต่อสุขภาพของประชาชนและความเป็นอยู่ที่ดีของผู้คนทั่วโลก .” งานนี้ปรากฏใน The Proceedings of SC21, Virtual Event, 14-19 พฤศจิกายน 2021 Citation: COVID gets airborne: Team model delta virus in aerosol เป็นครั้งแรก (2021, 22 พฤศจิกายน) ดึงข้อมูล 23 พฤศจิกายน 2021 จาก https:// phys.org/news/2021-11-covid-airborne-team-delta-virus.html เอกสารนี้อยู่ภายใต้ลิขสิทธิ์ นอกเหนือจากข้อตกลงที่เป็นธรรมเพื่อการศึกษาหรือการวิจัยส่วนตัวแล้ว ห้ามทำซ้ำส่วนหนึ่งส่วนใดโดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร เนื้อหานี้จัดทำขึ้นเพื่อวัตถุประสงค์ในการให้ข้อมูลเท่านั้น

  • หน้าแรก
  • การตลาด
  • งาน (ธุรกิจ)
  • สุขภาพ
  • อาหาร
  • ข่าว
  • Leave a Reply

    Your email address will not be published. Required fields are marked *

    Back to top button