En række neutronspredningsmålinger har afsløret strukturen af viralt DNA i hidtil usete detaljer og kaster nyt lys over ændringer, der gør DNA'et mere væskeagtigt ved temperaturer tæt på den menneskelige krop. Ifølge forskerne ved Lunds Universitet, Sverige, som udførte målingerne, er disse strukturelle ændringer med til at forklare den hurtighed, hvormed vira frigiver DNA til værtsceller, hvilket letter infektionen.
I modsætning til bakterier eller svampe kan vira ikke overleve uden en vært. Når de først inficerer en celle, producerer de dog nye viruspartikler, som derefter inficerer andre celler. For at beskytte virusets genetiske information i mellemtiden er det virale DNA normalt indesluttet i en proteinskal kendt som en capsid.
I det seneste arbejde, teamleder Alex Evilevitch og kolleger fokuserede på fagvira - altså dem, der angriber bakterier. Brug af neutroner fra synkrotronforskningsfaciliteten ved US National Institute of Standards and Technology (NIST) i Gaithersburg, Maryland, afbildede de strukturen af virus-DNA'et og dets tæthed inde i kapsiden som en funktion af temperaturen.
"Den teknik, vi brugte, kaldes small-angle neutron scattering (SANS), som ikke typisk bruges til mikrobiologisk forskning," siger Evilevitch. "Ved at udsætte fagbakterielle vira for neutronstrålen kunne vi afsløre de strukturelle detaljer af viralt pakket DNA med atomopløsning."
Central rolle for leveringskinetik
Forskerne påtog sig dette arbejde for at følge op på deres tidligere opdagelse af, at strukturen af DNA-materiale inde i kapsiden undergår en pludselig strukturel ændring, når den udsættes for en temperatur på 37 °C. Dette er den normale temperatur i den menneskelige krop, og det antyder, at struktur spiller en central rolle i den måde, hvorpå virussen leverer sit genetiske materiale ind i en celle - det første trin i en infektion. Navnlig er DNA'et i vira pakket med en meget høj tæthed, og det er hundredvis af gange længere end kapsidens diameter. Alligevel udstødes DNA'et under infektion hurtigt fra kapsiden gennem en enkelt pore.
Hvordan det sker, er et puslespil, siger Evilevitch. "På grund af den høje pakningstæthed af DNA i kapsiden og den kun få ångstrøms adskillelse mellem de tilstødende negativt ladede DNA-overflader, er der en stærk elektrostatisk friktion, der hindrer DNA-udstødning," forklarer han. "Vi besluttede derfor at undersøge, hvordan temperaturen påvirker strukturen af det virale genom, da det er kendt, at vira ved optimal kropstemperatur (37°C) hurtigt kan udstøde deres væskelignende DNA."
Forskerne besluttede at bruge en atypisk tilgang til neutronbilleddannelse, fordi SANS muliggør kontrastmatching, hvilket gør proteinkapsider effektivt usynlige for neutronstrålen. Dette gjorde det muligt for dem i stedet at fokusere på kapsidens indhold, og derfor afdække detaljerne om DNA'ets form og tæthed.
To faser
"Vi demonstrerede for første gang, at DNA inde i et viruscapsid eksisterer sideløbende i to faser - en sekskantet højdensitetsfase i periferien af capsidet og en lavdensitet mindre ordnet, væskelignende fase i kernen af kapsiden,” fortæller Evilevitch Fysik verden. "Forhøjelser i temperatur udløser en overgang i DNA, hvor en del af det ordnede DNA i periferien bevæger sig til den mindre ordnede fase i midten, hvilket gør det muligt for DNA-udstødningen fra virussen ind i en celle at begynde."
Ifølge Evilevitch viser disse resultater, at temperatur spiller en væsentlig rolle i infektionsprocessen, og at neutronspredning er et nyttigt værktøj til at studere strukturen af virale genomer inde i virale kapsider.
Neutroner afslører hemmeligheder bag selvsamling
Lund-holdet optimerer nu sin tilgang med neutronlys for at undersøge tæthedsændringer i DNA pakket i type-1 human Herpes-virus. "Denne viden vil være vigtig for at forstå DNA-udstødningsmekanismen, som igen kan kontrollere infektionsforløbet," siger Evilevitch. "Dette kan være enten latent (hvilende) eller lytisk (aktivt, og hvor virussen hurtigt replikerer)."
Hidtil har Evilevitch og kolleger kun observeret ændringer i DNA-densitet i cellekulturer i laboratoriet. Analyser, der tager højde for faktorer som immunresponset, og hvordan de påvirker infektionsforløbet, vil være nødvendige i fremtiden, siger de.
I sidste ende tror forskerne på resultaterne fra denne undersøgelse, som er detaljeret i PNAS, kunne hjælpe videnskabsmænd med bedre at forstå, hvordan DNA forlader en virus og kommer ind i en værtscelle - noget, der kan være vigtigt for at udvikle teknikker til i realiteten at tænde og slukke vira. Til gengæld kan dette hjælpe med udviklingen af nye antivirale midler.
- SEO Powered Content & PR Distribution. Bliv forstærket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk dig selv. Adgang her.
- PlatoAiStream. Web3 intelligens. Viden forstærket. Adgang her.
- PlatoESG. Kulstof, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Affaldshåndtering. Adgang her.
- PlatoHealth. Bioteknologiske og kliniske forsøgs intelligens. Adgang her.
- Kilde: https://physicsworld.com/a/viruses-change-structure-at-the-temperature-of-the-human-body-to-better-infect-us/
- :har
- :er
- :ikke
- :hvor
- $OP
- 160
- 361
- a
- Ifølge
- Konto
- aktiv
- påvirke
- midler
- alex
- tillader
- an
- Analyser
- ,
- tilgang
- kunstner
- AS
- At
- atomare
- angribe
- Bakterier
- BE
- Beam
- fordi
- begynde
- Tro
- Bedre
- mellem
- krop
- kaldet
- CAN
- kan ikke
- celle
- Celler
- central
- center
- lave om
- Ændringer
- opladet
- Luk
- kolleger
- forstå
- indhold
- kontrast
- kontrol
- Core
- kunne
- Kursus
- besluttede
- leverer
- levering
- demonstreret
- detail
- detaljeret
- detaljer
- udvikling
- Udvikling
- opdagelse
- dna
- manufakturhandler
- i løbet af
- tidligere
- effekt
- effektivt
- enten
- selvstændige
- aktiveret
- Går ind i
- Endog
- udgange
- Forklar
- Forklarer
- udsat
- faciliterende
- Facility
- faktorer
- langt
- fund
- Fornavn
- første gang
- Fokus
- fokuserede
- følger
- Til
- friktion
- fra
- funktion
- fremtiden
- genetiske
- sker
- Have
- he
- hjælpe
- Høj
- host
- Hvordan
- http
- HTTPS
- menneskelig
- Hundreder
- Imaging
- vigtigt
- in
- oplysninger
- indvendig
- i stedet
- Institut
- foreløbig
- ind
- undersøge
- usynlige
- spørgsmål
- IT
- ITS
- jpg
- viden
- kendt
- laboratorium
- seneste
- leder
- mindre
- lys
- ligesom
- længere
- lave
- maerker
- Maryland
- matchende
- materiale
- max-bredde
- Kan..
- målinger
- mekanisme
- måske
- mere
- bevæger sig
- national
- behov
- negativt
- neutroner
- Ny
- NIST
- normal
- især
- nu
- of
- off
- on
- engang
- kun
- optimering
- optimal
- or
- Andet
- emballeret
- emballage
- udføres
- fase
- Fysik
- Fysik verden
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatoData
- spiller
- del
- behandle
- producere
- beskytte
- Protein
- puslespil
- hurtigt
- frigive
- replikerer
- forskning
- forskere
- Løsning
- svar
- Resultater
- afsløre
- roller
- s
- siger
- siger
- forskere
- hemmeligheder
- Series
- Shape
- Shell
- Vis
- signifikant
- siden
- enkelt
- So
- noget
- standarder
- Trin
- stærk
- strukturel
- struktur
- Studere
- studere
- pludselige
- overlever
- Sverige
- Kontakt
- Tag
- hold
- teknik
- teknikker
- Teknologier
- fortæller
- end
- at
- Fremtiden
- deres
- Them
- derefter
- Der.
- derfor
- Disse
- de
- denne
- dem
- selvom?
- Gennem
- thumbnail
- tid
- gange
- til
- værktøj
- overgang
- udløse
- sand
- TUR
- to
- typisk
- afdækket
- gennemgår
- forståelse
- universitet
- uden fortilfælde
- us
- brug
- anvendte
- ved brug af
- sædvanligvis
- meget
- viral
- virus
- vira
- Vej..
- we
- hvornår
- som
- WHO
- vilje
- med
- inden for
- uden
- Arbejde
- world
- zephyrnet