न्यूट्रॉन प्रकीर्णन माप की एक श्रृंखला ने वायरल डीएनए की संरचना को अभूतपूर्व विस्तार से उजागर किया है, जिससे उन परिवर्तनों पर नई रोशनी पड़ी है जो मानव शरीर के करीब तापमान पर डीएनए को अधिक तरल जैसा बनाते हैं। माप करने वाले स्वीडन के लुंड विश्वविद्यालय के शोधकर्ताओं के अनुसार, ये संरचनात्मक परिवर्तन उस तेजी को समझाने में मदद करते हैं जिसके साथ वायरस मेजबान कोशिकाओं में डीएनए छोड़ते हैं, जिससे संक्रमण में आसानी होती है।
बैक्टीरिया या कवक के विपरीत, वायरस एक मेजबान के बिना जीवित नहीं रह सकते। हालाँकि, एक बार जब वे एक कोशिका को संक्रमित कर देते हैं, तो वे नए वायरस कण उत्पन्न करते हैं जो फिर अन्य कोशिकाओं को संक्रमित करते हैं। अंतरिम रूप से वायरस की आनुवंशिक जानकारी की सुरक्षा के लिए, वायरल डीएनए आमतौर पर एक प्रोटीन खोल के भीतर संलग्न होता है जिसे कैप्सिड के रूप में जाना जाता है।
नवीनतम कार्य में, टीम लीडर एलेक्स एविलेविच और सहकर्मियों ने फ़ेज़ वायरस पर ध्यान केंद्रित किया - यानी, जो बैक्टीरिया पर हमला करते हैं। सिंक्रोट्रॉन अनुसंधान सुविधा से न्यूट्रॉन का उपयोग करना यूएस नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ स्टैंडर्ड्स एंड टेक्नोलॉजी (एनआईएसटी) गेथर्सबर्ग, मैरीलैंड में, उन्होंने तापमान के आधार पर वायरस डीएनए की संरचना और कैप्सिड के अंदर इसके घनत्व की छवि बनाई।
एविलेविच कहते हैं, "जिस तकनीक का हमने उपयोग किया है उसे लघु-कोण न्यूट्रॉन स्कैटरिंग (SANS) कहा जाता है, जिसका उपयोग आमतौर पर सूक्ष्म जीव विज्ञान अनुसंधान के लिए नहीं किया जाता है।" "फेज बैक्टीरियल वायरस को न्यूट्रॉन बीम के संपर्क में लाकर, हम परमाणु रिज़ॉल्यूशन के साथ वायरल रूप से पैक किए गए डीएनए के संरचनात्मक विवरण को प्रकट कर सकते हैं।"
डिलीवरी कैनेटीक्स के लिए केंद्रीय भूमिका
शोधकर्ताओं ने यह काम अपनी पहले की खोज को आगे बढ़ाने के लिए किया कि कैप्सिड के अंदर डीएनए सामग्री की संरचना 37 डिग्री सेल्सियस के तापमान के संपर्क में आने पर अचानक संरचनात्मक परिवर्तन से गुजरती है। यह मानव शरीर का सामान्य तापमान है, और इसका तात्पर्य है कि संरचना एक केंद्रीय भूमिका निभाती है जिस तरह से वायरस अपनी आनुवंशिक सामग्री को कोशिका में पहुंचाता है - संक्रमण में पहला कदम। विशेष रूप से, वायरस के भीतर डीएनए बहुत उच्च घनत्व पर पैक किया जाता है, और यह कैप्सिड के व्यास से सैकड़ों गुना लंबा होता है। फिर भी, संक्रमण के दौरान, डीएनए एक छिद्र के माध्यम से कैप्सिड से तेजी से बाहर निकल जाता है।
एविलेविच का कहना है कि यह कैसे होता है यह एक पहेली है। "कैप्सिड में डीएनए की उच्च पैकेजिंग घनत्व और पड़ोसी नकारात्मक चार्ज वाली डीएनए सतहों के बीच बस कुछ-एंगस्ट्रॉम पृथक्करण के कारण, एक मजबूत इलेक्ट्रोस्टैटिक घर्षण होता है जो डीएनए इजेक्शन में बाधा उत्पन्न करता है," वह बताते हैं। "इसलिए हमने यह जांचने का फैसला किया कि तापमान वायरल जीनोम की संरचना को कैसे प्रभावित करता है, क्योंकि यह ज्ञात है कि इष्टतम शरीर के तापमान (37 डिग्री सेल्सियस) पर वायरस तेजी से अपने तरल पदार्थ जैसे डीएनए को बाहर निकाल सकते हैं।"
शोधकर्ताओं ने न्यूट्रॉन इमेजिंग के लिए एक असामान्य दृष्टिकोण का उपयोग करने का निर्णय लिया क्योंकि SANS कंट्रास्ट मिलान की अनुमति देता है, जो प्रोटीन कैप्सिड को न्यूट्रॉन बीम के लिए प्रभावी रूप से अदृश्य बना देता है। इसने उन्हें कैप्सिड की सामग्री पर ध्यान केंद्रित करने में सक्षम बनाया, और इसलिए डीएनए के आकार और घनत्व के विवरण का पता लगाया।
दो चरण
"हमने पहली बार प्रदर्शित किया कि वायरस कैप्सिड के अंदर डीएनए दो चरणों में सह-अस्तित्व में है - कैप्सिड की परिधि में एक षट्कोणीय रूप से आदेशित उच्च-घनत्व चरण और कोर में एक कम-घनत्व कम-क्रमित, द्रव जैसा चरण कैप्सिड,'एविलेविच बताता है भौतिकी की दुनिया. "तापमान में वृद्धि डीएनए में एक संक्रमण को ट्रिगर करती है जहां परिधि में आदेशित डीएनए का एक हिस्सा केंद्र में कम आदेशित चरण में चला जाता है, जो वायरस से डीएनए को कोशिका में बाहर निकालने की अनुमति देता है।"
एविलेविच के अनुसार, इन निष्कर्षों से पता चलता है कि तापमान संक्रमण प्रक्रिया में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है और वायरल कैप्सिड के अंदर वायरल जीनोम की संरचना का अध्ययन करने के लिए न्यूट्रॉन प्रकीर्णन एक उपयोगी उपकरण है।
न्यूट्रॉन स्व-संयोजन के रहस्यों को उजागर करते हैं
लंड टीम अब टाइप-1 मानव हर्पीस वायरस में पैक किए गए डीएनए में घनत्व परिवर्तन की जांच के लिए न्यूट्रॉन प्रकाश के साथ अपने दृष्टिकोण को अनुकूलित कर रहा है। एविलेविच कहते हैं, "यह ज्ञान डीएनए इजेक्शन तंत्र को समझने के लिए महत्वपूर्ण होगा, जो बदले में संक्रमण के पाठ्यक्रम को नियंत्रित कर सकता है।" "यह या तो अव्यक्त (निष्क्रिय) या लिटिक (सक्रिय, और जहां वायरस तेजी से प्रतिकृति बनाता है) हो सकता है।"
अब तक, एविलेविच और उनके सहयोगियों ने प्रयोगशाला में सेल संस्कृतियों में केवल डीएनए घनत्व परिवर्तन देखा है। उनका कहना है कि भविष्य में ऐसे विश्लेषणों की आवश्यकता होगी जो प्रतिरक्षा प्रतिक्रिया जैसे कारकों को ध्यान में रखते हैं और वे संक्रमण के पाठ्यक्रम को कैसे प्रभावित करते हैं।
अंततः, शोधकर्ता इस अध्ययन के परिणामों पर विश्वास करते हैं, जिसका विवरण इसमें दिया गया है PNAS, वैज्ञानिकों को यह बेहतर ढंग से समझने में मदद कर सकता है कि डीएनए वायरस से कैसे बाहर निकलता है और मेजबान कोशिका में प्रवेश करता है - कुछ ऐसा जो वास्तव में, वायरस को चालू और बंद करने की तकनीक विकसित करने के लिए महत्वपूर्ण हो सकता है। बदले में, इससे नए एंटीवायरल एजेंटों के विकास में मदद मिल सकती है।
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- स्रोत: https://physicsworld.com/a/viruses-change-structure-at-the-temperature-of-the-human-body-to-better-infect-us/
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