Een reeks metingen van de neutronenverstrooiing heeft de structuur van viraal DNA in ongekend detail blootgelegd, waardoor nieuw licht wordt geworpen op veranderingen die het DNA vloeibaarder maken bij temperaturen die dicht bij die van het menselijk lichaam liggen. Volgens de onderzoekers van de Universiteit van Lund, Zweden, die de metingen hebben uitgevoerd, helpen deze structurele veranderingen bij het verklaren van de snelheid waarmee virussen DNA vrijgeven in gastheercellen, waardoor infectie wordt vergemakkelijkt.
In tegenstelling tot bacteriën of schimmels kunnen virussen niet overleven zonder gastheer. Zodra ze echter een cel infecteren, produceren ze nieuwe virusdeeltjes die vervolgens andere cellen infecteren. Om de genetische informatie van het virus in de tussentijd te beschermen, wordt het virale DNA meestal ingesloten in een eiwitomhulsel dat bekend staat als capside.
In het nieuwste werk, teamleider Alex Evilevitch en collega's concentreerden zich op faagvirussen, dat wil zeggen virussen die bacteriën aanvallen. Met behulp van neutronen uit de synchrotron-onderzoeksfaciliteit van de Amerikaanse National Institute of Standards and Technology (NIST) in Gaithersburg, Maryland, brachten ze de structuur van het virus-DNA en de dichtheid ervan in de capside in beeld als functie van de temperatuur.
“De techniek die we hebben gebruikt heet small-angle neutron scattering (SANS), een techniek die doorgaans niet wordt gebruikt voor microbiologisch onderzoek”, zegt Evilevitch. “Door de faagbacteriële virussen bloot te stellen aan de neutronenbundel kunnen we de structurele details van viraal verpakt DNA met atomaire resolutie onthullen.”
Centrale rol voor leveringskinetiek
De onderzoekers hebben dit werk ondernomen als vervolg op hun eerdere ontdekking dat de structuur van DNA-materiaal in de capside een plotselinge structurele verandering ondergaat bij blootstelling aan een temperatuur van 37 °C. Dit is de normale temperatuur van het menselijk lichaam en impliceert dat structuur een centrale rol speelt in de manier waarop het virus zijn genetisch materiaal in een cel aflevert – de eerste stap in een infectie. Opvallend is dat het DNA in virussen in een zeer hoge dichtheid is verpakt en honderden keren langer is dan de diameter van de capside. Toch wordt het DNA tijdens infectie snel via een enkele porie uit de capside uitgestoten.
Hoe dit gebeurt is een raadsel, zegt Evilevitch. “Vanwege de hoge verpakkingsdichtheid van DNA in de capside en de scheiding van slechts enkele Angstroms tussen de aangrenzende negatief geladen DNA-oppervlakken, is er een sterke elektrostatische wrijving die de uitwerping van DNA belemmert”, legt hij uit. “We besloten daarom te onderzoeken hoe temperatuur de structuur van het virale genoom beïnvloedt, omdat bekend is dat virussen bij optimale lichaamstemperatuur (37°C) snel hun vloeistofachtige DNA kunnen uitstoten.”
De onderzoekers besloten een atypische aanpak voor neutronenbeeldvorming te gebruiken, omdat SANS contrastmatching mogelijk maakt, waardoor eiwitcapsides effectief onzichtbaar worden voor de neutronenbundel. Hierdoor konden ze zich in plaats daarvan concentreren op de inhoud van het capside en zo de details van de vorm en dichtheid van het DNA blootleggen.
Twee fasen
“We hebben voor het eerst aangetoond dat DNA in een viruscapside in twee fasen naast elkaar bestaat: een hexagonaal geordende fase met hoge dichtheid in de periferie van de capside en een minder geordende, vloeistofachtige fase met lage dichtheid in de kern van het capside. de capside,” vertelt Evilevitch Natuurkunde wereld. “Verhogingen van de temperatuur veroorzaken een overgang in het DNA waarbij een deel van het geordende DNA in de periferie naar de minder geordende fase in het centrum beweegt, waardoor de DNA-uitwerping van het virus in een cel kan beginnen.”
Volgens Evilevitch laten deze bevindingen zien dat temperatuur een belangrijke rol speelt in het infectieproces en dat neutronenverstrooiing een nuttig hulpmiddel is voor het bestuderen van de structuur van virale genomen in virale capsiden.
Neutronen onthullen geheimen van zelfassemblage
Het Lund-team optimaliseert nu zijn aanpak met neutronenlicht om dichtheidsveranderingen in DNA verpakt in type 1 menselijk herpesvirus te onderzoeken. “Deze kennis zal belangrijk zijn voor het begrijpen van het DNA-ejectiemechanisme, dat op zijn beurt het verloop van de infectie kan controleren”, zegt Evilevitch. “Dit kan latent (slapend) of lytisch (actief, en waarbij het virus zich snel repliceert) zijn.”
Tot nu toe hebben Evilevitch en collega's alleen veranderingen in de DNA-dichtheid waargenomen in celculturen in het laboratorium. Analyses die rekening houden met factoren zoals de immuunrespons en hoe deze het verloop van de infectie beïnvloeden, zullen in de toekomst nodig zijn, zeggen ze.
Uiteindelijk geloven de onderzoekers in de resultaten van dit onderzoek, dat gedetailleerd wordt beschreven in PNAS, zou wetenschappers kunnen helpen beter te begrijpen hoe DNA een virus verlaat en een gastheercel binnengaat – iets dat belangrijk zou kunnen zijn voor het ontwikkelen van technieken om virussen in feite aan en uit te zetten. Dit zou op zijn beurt kunnen helpen bij de ontwikkeling van nieuwe antivirale middelen.
- Door SEO aangedreven content en PR-distributie. Word vandaag nog versterkt.
- PlatoData.Network Verticale generatieve AI. Versterk jezelf. Toegang hier.
- PlatoAiStream. Web3-intelligentie. Kennis versterkt. Toegang hier.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Milieu, Zonne, Afvalbeheer. Toegang hier.
- Plato Gezondheid. Intelligentie op het gebied van biotech en klinische proeven. Toegang hier.
- Bron: https://physicsworld.com/a/viruses-change-structure-at-the-temperature-of-the-human-body-to-better-infect-us/
- : heeft
- :is
- :niet
- :waar
- $UP
- 160
- 361
- a
- Volgens
- Account
- actieve
- invloed hebben op
- agenten
- alex
- toestaat
- an
- analyses
- en
- nadering
- kunstenaar
- AS
- At
- atomair
- aanvallen
- Bacterie
- BE
- Balk
- omdat
- beginnen
- geloofd wie en wat je bent
- Betere
- tussen
- lichaam
- Dit betekent dat we onszelf en onze geliefden praktisch vergiftigen.
- CAN
- kan niet
- cel
- Cellen
- centraal
- centrum
- verandering
- Wijzigingen
- opgeladen
- Sluiten
- collega's
- begrijpen
- inhoud
- contrast
- onder controle te houden
- Kern
- kon
- Type cursus
- beslist
- levert
- levering
- gedemonstreerd
- detail
- gedetailleerd
- gegevens
- het ontwikkelen van
- Ontwikkeling
- ontdekking
- dna
- manufacturier
- gedurende
- Vroeger
- effect
- effectief
- beide
- loondienst
- ingeschakeld
- Komt binnen
- Zelfs
- exits
- Verklaren
- Verklaart
- blootgestelde
- faciliterende
- Faciliteit
- factoren
- ver
- bevindingen
- Voornaam*
- eerste keer
- Focus
- gericht
- volgen
- Voor
- wrijving
- oppompen van
- functie
- toekomst
- genetisch
- gebeurt
- Hebben
- he
- hulp
- Hoge
- gastheer
- Hoe
- http
- HTTPS
- menselijk
- Honderden
- Imaging
- belangrijk
- in
- informatie
- binnen
- verkrijgen in plaats daarvan
- Instituut
- tussentijd
- in
- onderzoeken
- onzichtbaar
- kwestie
- IT
- HAAR
- jpg
- kennis
- bekend
- laboratorium
- laatste
- leider
- minder
- licht
- als
- langer
- maken
- MERKEN
- Maryland
- matching
- materiaal
- max-width
- Mei..
- maten
- mechanisme
- macht
- meer
- beweegt
- nationaal
- nodig
- negatief
- neutronen
- New
- NIST
- een
- in het bijzonder
- nu
- of
- korting
- on
- eens
- Slechts
- optimaliseren
- optimum
- or
- Overige
- verpakt
- verpakking
- uitgevoerd
- fase
- Fysica
- Natuurkunde wereld
- Plato
- Plato gegevensintelligentie
- PlatoData
- speelt
- deel
- produceren
- beschermen
- Eiwit
- puzzel
- snel
- los
- repliceert
- onderzoek
- onderzoekers
- Resolutie
- antwoord
- Resultaten
- onthullen
- Rol
- s
- ervaren
- zegt
- wetenschappers
- geheimen
- -Series
- Vorm
- Shell
- tonen
- aanzienlijke
- sinds
- single
- So
- iets
- normen
- Stap voor
- sterke
- structureel
- structuur
- Studie
- Bestuderen
- plotseling
- te overleven
- Zweden
- Stap over voor slechts
- Nemen
- team
- techniek
- technieken
- Technologie
- vertelt
- neem contact
- dat
- De
- De toekomst
- hun
- Ze
- harte
- Er.
- daarom
- Deze
- ze
- dit
- die
- toch?
- Door
- thumbnail
- niet de tijd of
- keer
- naar
- tools
- overgang
- leiden
- waar
- BEURT
- twee
- typisch
- ongedekt
- ondergaat
- begrip
- universiteit-
- zonder precedent
- us
- .
- gebruikt
- gebruik
- doorgaans
- zeer
- virale
- virus
- virussen
- Manier..
- we
- wanneer
- welke
- WIE
- wil
- Met
- binnen
- zonder
- Mijn werk
- wereld
- zephyrnet