En serie nøytronspredningsmålinger har avdekket strukturen til viralt DNA i enestående detalj, og kaster nytt lys over endringer som gjør DNAet mer væskeaktig ved temperaturer nær menneskekroppen. Ifølge forskerne ved Lunds universitet, Sverige, som utførte målingene, hjelper disse strukturelle endringene med å forklare hvor raskt virus frigjør DNA til vertsceller, og letter dermed infeksjon.
I motsetning til bakterier eller sopp, kan ikke virus overleve uten en vert. Når de først infiserer en celle, produserer de imidlertid nye viruspartikler som deretter infiserer andre celler. For å beskytte virusets genetiske informasjon i mellomtiden, er virus-DNA vanligvis innelukket i et proteinskall kjent som en kapsid.
I det siste arbeidet, teamleder Alex Evilevitch og kolleger fokuserte på fagvirus – det vil si de som angriper bakterier. Bruk av nøytroner fra synkrotronforskningsanlegget ved US National Institute of Standards and Technology (NIST) i Gaithersburg, Maryland, avbildet de strukturen til virus-DNA og dens tetthet inne i kapsiden som en funksjon av temperatur.
"Teknikken vi brukte kalles liten vinkel nøytronspredning (SANS), som vanligvis ikke brukes til mikrobiologisk forskning," sier Evilevitch. "Ved å eksponere fagbakterievirusene for nøytronstrålen, kunne vi avsløre de strukturelle detaljene til viralt pakket DNA med atomoppløsning."
Sentral rolle for leveringskinetikk
Forskerne påtok seg dette arbeidet for å følge opp deres tidligere oppdagelse om at strukturen til DNA-materialet inne i kapsiden gjennomgår en plutselig strukturell endring når den utsettes for en temperatur på 37 °C. Dette er den normale temperaturen i menneskekroppen, og det innebærer at struktur spiller en sentral rolle måten viruset leverer sitt genetiske materiale inn i en celle – det første trinnet i en infeksjon. Spesielt er DNA i virus pakket med en veldig høy tetthet, og det er hundrevis av ganger lengre enn diameteren til kapsiden. Likevel, under infeksjon, blir DNA raskt kastet ut fra kapsiden gjennom en enkelt pore.
Hvordan dette skjer er et puslespill, sier Evilevitch. "På grunn av den høye pakketettheten av DNA i kapsiden og separasjonen på bare noen få ångstrøm mellom de tilstøtende negativt ladede DNA-overflatene, er det en sterk elektrostatisk friksjon som hindrer DNA-utstøting," forklarer han. "Vi bestemte oss derfor for å undersøke hvordan temperatur påvirker strukturen til det virale genomet, siden det er kjent at ved optimal kroppstemperatur (37 °C) kan virus raskt skyte ut deres væskelignende DNA."
Forskerne bestemte seg for å bruke en atypisk tilnærming for nøytronavbildning fordi SANS muliggjør kontrastmatching, noe som gjør proteinkapsider effektivt usynlige for nøytronstrålen. Dette gjorde dem i stand til å fokusere i stedet på kapsidens innhold, og derfor avdekke detaljene om DNAs form og tetthet.
To faser
«Vi demonstrerte for første gang at DNA inne i en viruskapsid eksisterer side om side i to faser – en sekskantet høytetthetsfase i periferien av kapsiden og en mindre ordnet, væskelignende fase med lav tetthet i kjernen av kapsiden, forteller Evilevitch Fysikkens verden. "Økning i temperatur utløser en overgang i DNA der en del av det ordnede DNA i periferien beveger seg til den mindre ordnede fasen i sentrum, noe som gjør at DNA-utstøtingen fra viruset inn i en celle kan begynne."
Ifølge Evilevitch viser disse funnene at temperatur spiller en betydelig rolle i infeksjonsprosessen og at nøytronspredning er et nyttig verktøy for å studere strukturen til virale genomer inne i virale kapsider.
Nøytroner avslører hemmeligheter ved selvmontering
Lundelaget optimaliserer nå sin tilnærming med nøytronlys for å undersøke tetthetsendringer i DNA pakket i type-1 humant Herpes-virus. "Denne kunnskapen vil være viktig for å forstå DNA-utstøtingsmekanismen, som igjen kan kontrollere infeksjonsforløpet," sier Evilevitch. "Dette kan være enten latent (sovende) eller lytisk (aktivt, og hvor viruset raskt replikerer)."
Så langt har Evilevitch og kollegene kun observert endringer i DNA-tettheten i cellekulturer i laboratoriet. Analyser som tar hensyn til faktorer som immunresponsen og hvordan de påvirker infeksjonsforløpet vil være nødvendig i fremtiden, sier de.
Til syvende og sist tror forskerne resultatene fra denne studien, som er detaljert i PNAS, kan hjelpe forskere til å bedre forstå hvordan DNA går ut av et virus og kommer inn i en vertscelle – noe som kan være viktig for å utvikle teknikker for å slå virus av og på. Dette kan igjen hjelpe i utviklingen av nye antivirale midler.
- SEO-drevet innhold og PR-distribusjon. Bli forsterket i dag.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Styrk deg selv. Tilgang her.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Kunnskap forsterket. Tilgang her.
- PlatoESG. Karbon, CleanTech, Energi, Miljø, Solenergi, Avfallshåndtering. Tilgang her.
- PlatoHelse. Bioteknologisk og klinisk etterretning. Tilgang her.
- kilde: https://physicsworld.com/a/viruses-change-structure-at-the-temperature-of-the-human-body-to-better-infect-us/
- : har
- :er
- :ikke
- :hvor
- $OPP
- 160
- 361
- a
- Ifølge
- Logg inn
- aktiv
- påvirke
- agenter
- alex
- tillater
- an
- analyser
- og
- tilnærming
- artist
- AS
- At
- atomic
- angripe
- Bakterier
- BE
- Beam
- fordi
- begynne
- tro
- Bedre
- mellom
- kroppen
- som heter
- CAN
- kan ikke
- celle
- Celler
- sentral
- senter
- endring
- Endringer
- ladet
- Lukke
- kollegaer
- fatte
- innhold
- kontrast
- kontroll
- Kjerne
- kunne
- Kurs
- besluttet
- leverer
- levering
- demonstrert
- detalj
- detaljert
- detaljer
- utvikle
- Utvikling
- Funnet
- dna
- draper
- under
- Tidligere
- effekt
- effektivt
- enten
- ansatt
- aktivert
- Går inn
- Selv
- utganger
- Forklar
- forklarer
- utsatt
- tilrettelegging
- Facility
- faktorer
- langt
- funn
- Først
- første gang
- Fokus
- fokuserte
- følge
- Til
- friksjon
- fra
- funksjon
- framtid
- genetisk
- skjer
- Ha
- he
- hjelpe
- Høy
- vert
- Hvordan
- http
- HTTPS
- menneskelig
- Hundrevis
- Imaging
- viktig
- in
- informasjon
- innsiden
- i stedet
- Institute
- midlertidige
- inn
- undersøke
- usynlig
- utstedelse
- IT
- DET ER
- jpg
- kunnskap
- kjent
- laboratorium
- siste
- leder
- mindre
- lett
- i likhet med
- lenger
- gjøre
- GJØR AT
- Maryland
- matchende
- materiale
- max bredde
- Kan..
- målinger
- mekanisme
- kunne
- mer
- trekk
- nasjonal
- nødvendig
- negativt
- nøytroner
- Ny
- nst
- normal
- spesielt
- nå
- of
- off
- on
- gang
- bare
- optimalisere
- optimal
- or
- Annen
- pakket
- emballasje
- utført
- fase
- Fysikk
- Fysikkens verden
- plato
- Platon Data Intelligence
- PlatonData
- spiller
- del
- prosess
- produsere
- beskytte
- Protein
- puslespillet
- raskt
- slipp
- replikerer
- forskning
- forskere
- oppløsning
- svar
- Resultater
- avsløre
- Rolle
- s
- sier
- sier
- forskere
- hemmeligheter
- Serien
- Form
- Shell
- Vis
- signifikant
- siden
- enkelt
- So
- noe
- standarder
- Trinn
- sterk
- strukturell
- struktur
- Studer
- Studerer
- plutselig
- overleve
- Sverige
- Bytte om
- Ta
- lag
- teknikk
- teknikker
- Teknologi
- forteller
- enn
- Det
- De
- Fremtiden
- deres
- Dem
- deretter
- Der.
- derfor
- Disse
- de
- denne
- De
- selv om?
- Gjennom
- thumbnail
- tid
- ganger
- til
- verktøy
- overgang
- utløse
- sant
- SVING
- to
- typisk
- avdekket
- undergår
- forståelse
- universitet
- enestående
- us
- bruke
- brukt
- ved hjelp av
- vanligvis
- veldig
- viral
- virus
- virus
- Vei..
- we
- når
- hvilken
- HVEM
- vil
- med
- innenfor
- uten
- Arbeid
- verden
- zephyrnet