يتسبب فيروس كورونا المستجد (SARS-CoV-2) في الحمى وأمراض الجهاز التنفسي الحادة والالتهاب الرئوي التي قد تؤدي إلى الوفاة. ويعد البروتين السكري الشوك (S) هدفاً رئيسياً لتصنيع اللقاحات والأجسام المضادة بغرض التشخيص والعلاج. في هذا البحث، تم تحديد الشكل الفراغي لهذا البروتين باستخدام الميكروسكوب الإلكتروني. تشير الأدلة الكيميائية إلى ارتباط بروتين S بالمستقبل الرئيسي لفيروس SARS-CoV-2 أي بروتين (ACE2) بدرجة أعلى من فيروس سارس (SARS-CoV). بالإضافة إلى ذلك، لم تستطع الأجسام المضادة الخاصة بفيروس SARS-CoV أن تهاجم فيروس SARS-CoV-2، مما يشير إلى أن التفاعل المتبادل بين الأجسام المضادة قد يكون محدودًا بين الفيروسين.

تعد سرعة إنتشار فيروس SARS-CoV-2 وانتقاله بسهولة بين البشر مشكلة وبائية تهدد المجتمعات المختلفة. و للتمكن من الدخول إلى الخلايا، يستخدم فيروس SARS-CoV-2 بروتين S، وهو بروتين يتكون من ثلاث وحدات متشابهة ويقوم بتعديل شكله بدرجة كبيرة ليسمح بدمج الغشاء الفيروسي مع غشاء الخلية المضيفة. وبالتالي فإنه يمثل هدفًا للأجسام المضادة، ويعتبر الكشف عن بنيته خطوة هامة لتوجيه تصميم وتطوير اللقاح.

تتمثل أهمية هذا البحث في تحديد تركيب البروتين الشوكي لفيروس SARS-CoV-2 و هو ما قد يساهم في اكتشاف لقاح أو أجسام مضادة لعلاج الفيروس وتطوير سُبل جديدة للتشخيص. يقدم هذا البحث أيضاً، أدلة لتفسير قدرة البروتين الشوكي  للفيروس على الارتباط بالبروتين المستقبل أي ACE2 بصورة أكبر من فيروس SARS-CoV-2.

تم إنتاج نسخة من بروتين S تحتوي على جزء من الأحماض الأمينية التي تم تغيير البعض منها إلى الحمض الأميني "برولين" للحفاظ على ثبات البروتين. بعد ذلك، تم تنقية البروتين ليكون متجانس ووضعه بوعاء شبكي صغير ثم فحصه مبدأياً قبل تصويره بالميكروسكوب الإلكتروني. مؤخراً تم عرض فرضيات إرتباط البروتين الشوكي لفيروس SARS-CoV-2 بالبروتين ACE2 مما دفع الباحثين لقياس حركية هذا الإرتباط ومقارنته بنفس البروتين بفيروس SARS-CoV. و نظراً للتشابه بين فيروس SARS-CoV-2 و SARS-CoV، كان من المهم أيضاً تجربة الأجسام المضادة المُنتجة في الأصل لفيروس SARS-CoV لقياس مدى تفاعلها مع بروتين S لفيروس SARS-CoV-2.

يرتبط البروتين S لفيروس SARS-CoV-2 بالبروتين ACE2 بقدرة من ١٠ الى ٢٠ مرة أقوى من البروتين S لفيروس SARS-CoV. وقد يفسر هذا سهولة انتشار الفيروس الجديد بين البشر، ولكن هذا الافتراض يحتاج لمزيد من الدراسات. وعلى رغم من التشابُه التكويني لكلا البروتينين، إلا أنه لم يظهر أي إرتباط بين الأجسام المضادة SARS-CoV والبروتين S لفيروس SARS-CoV-2. وبالتالي يتحتم علينا إستخدام فيروس SARS-CoV-2 نفسه لإنتاج أجسام مضادة ولقاحات في المستقبل وعدم الاعتماد على أي تشابه بينه وبين SARS-CoV. وقد تساعد هذه المجهودات علماء التصميم الدوائي في إيجاد دواء أو لقاح يستهدف ذلك البروتين الشوكي ويمنع إرتباطه بمستقبلات جسم المريض.

يحتاج البحث إلى المزيد من التجارب لإثبات اعتماد انتقال الفيروس من إنسان لآخر على الانجذاب القوي بين البروتين الشوكي لفيروس SARS-CoV-2 والبروتين المستقبل ACE2. بالإضافة إلى ذلك، فإن معرفة المزيد من التفاصيل علي المستوي الجزيئي سيمكن الباحثين من تصميم مركبات فعالة مثبطة للفيروس.