Minulý týždeň vedci dokázali, že elektróny sú okrúhle - objav, ktorý fyzikov vrhol na chvost. Teraz by sa mohlo rovnako zdesiť ostatných vedcov, že počujú opak o inom otázne diskutabilnom predmete: sférických vírusoch. Ukázalo sa, že nie sú také okrúhle, ako si všetci mysleli.
Zistenia by mohli popri pocity sklamaných milovníkov gule zohrávať dôležitú úlohu v oblasti virológie: Podľa štúdie môžu ovplyvniť spôsob skúmania vírusov a môžu ovplyvniť stratégie používané na liečbu vírusových ochorení.
Niektoré typy vírusov sú ikozahedrálne alebo 20stranné. Od 50-tych rokov boli tieto vírusy vnímané ako symetrické gule s 20 trojuholníkovými fazetami rovnomerne rozmiestnenými koncentricky po ich povrchoch.
Dlho predpokladanú geometriu týchto vírusov formovalo vedecké chápanie toho, ako sa replikujú proteíny, čo svedčí o tom, že vírusy boli vybudované z mnohých identických kópií rovnakej proteínovej štruktúry, uviedol spoluautor štúdie Michael Rossmann, profesor na Katedre biologickej biológie. Vedy na Purdue University v Indiane. Všetky tieto identické kópie by sa preto spojili a vytvorili symetrický tvar.
Skúmanie sférických vírusov pod mikroskopom od 50. rokov minulého storočia skutočne posilnilo predstavu o ich symetrii. Ukázalo sa však, že vedci nevideli celý obraz.
Bolo preto veľkým prekvapením, keď Rossmann a jeho kolegovia zistili, že flavivírusy - rod, ktorý zahŕňa Ziku a horúčku dengue - sú asymetrické, vysvetlil.
„Pretože už mnoho desaťročí všetky štúdie o vírusoch predpokladali symetriu, nepozorovali sme na vírusy s dostatočnou starostlivosťou. Robili sme predpoklady, ktoré tieto variácie nadhodnotili,“ povedal Rossmann pre Live Science.
Hrboľatý povrch
V novej štúdii uverejnenej online 22. októbra v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences použil Rossmann a jeho kolegovia kryo-elektrónovú mikroskopiu alebo kryo-EM na vytvorenie 3D modelov flavivírusu s vysokým rozlíšením. Po ochladení vzoriek na extrémne teploty odhalí kryo-EM podrobnosti o vírusoch na atómovej úrovni.
Pretože sférické vírusy boli považované za dokonalé sféry, tento prístup bol zvyčajne ukončený procesnou technikou známou ako požiadavka symetrie, ktorá vytvorila z údajov symetrický model, uviedli vedci.
V novej štúdii vedci tento posledný krok vynechali. Pozreli sa na nezrelé a zrelé vírusy Kunjin (subtyp vírusu západonílskeho vírusu) a v obidvoch podobách našli hrbole, ktoré uviazli na jednej strane vírusu. Inými slovami, zbohom symetria.
Podľa štúdie sa tieto hrbole formujú, keď mladý vírus pučí z iného vírusu v hostiteľskej bunke. Ako sa proteíny vo vonkajšej membráne nového vírusu snažia uzavrieť otvor, vytvárajú tvar, ktorý nie je tak dokonalý ako ostatné aspekty na povrchu vírusu, uviedol spoluautor štúdie Richard Kuhn, tiež profesor Purdueho oddelenia biologického oddelenia. Sciences.
„Krk tejto pučiacej častice sa pri štiepení veľmi zužuje a okolie škrupiny sa začína navzájom biť,“ uviedol vo vyhlásení Kuhn. „Myslíme si, že by nemuseli chytiť správny počet proteínov na výrobu ikosedronu, a výsledkom je častica, ktorá má na jednej strane skreslenie.“
Vedci tiež zistili, že nezrelé vírusy mali nepravidelne umiestnené nukleokapsidy alebo jadrové štruktúry. V prípade mladých vírusov jadro ležalo bližšie k jednej strane vonkajšieho obalu, hoci sa v čase dozrievania vírusu presunulo do stredu, výskumníci napísali štúdiu.
Tieto novoobjavené nepravidelnosti pravdepodobne poskytnú informácie o tom, ako sa nové vírusy zhromažďujú, keď rastú v infikovanej bunke, a odhalenie týchto funkcií a ako môžu pracovať, môžu výskumníkom ponúknuť nové ciele v oblasti antivírusovej liečby.
„Akýkoľvek antivírusový systém narúša normálny priebeh životného cyklu vírusu - jedným zo spôsobov, ako do neho zasahovať, je zastaviť počiatočné zostavenie vírusu,“ uviedol.
