O serie de măsurători de împrăștiere a neutronilor au descoperit structura ADN-ului viral în detalii fără precedent, aruncând o nouă lumină asupra modificărilor care fac ADN-ul mai fluid la temperaturi apropiate de cea a corpului uman. Potrivit cercetătorilor de la Universitatea Lund, Suedia, care au efectuat măsurătorile, aceste modificări structurale ajută la explicarea rapidității cu care virusurile eliberează ADN-ul în celulele gazdă, facilitând astfel infecția.
Spre deosebire de bacterii sau ciuperci, virușii nu pot supraviețui fără o gazdă. Odată ce infectează o celulă, totuși, produc noi particule de virus care apoi infectează alte celule. Pentru a proteja între timp informațiile genetice ale virusului, ADN-ul viral este de obicei închis într-o înveliș proteic cunoscut sub numele de capsidă.
În ultima lucrare, lider de echipă Alex Evilevici iar colegii s-au concentrat pe virusurile fagice – adică pe cei care atacă bacteriile. Folosind neutroni de la unitatea de cercetare cu sincrotron de la Institutul Național de Standarde și Tehnologie din SUA (NIST) în Gaithersburg, Maryland, au imaginat structura ADN-ului virusului și densitatea acestuia în interiorul capsidei în funcție de temperatură.
„Tehnica pe care am folosit-o se numește împrăștiere a neutronilor cu unghi mic (SANS), care nu este folosită în mod obișnuit pentru cercetarea în microbiologie”, spune Evilevitch. „Prin expunerea virusurilor bacteriene fagice la fascicul de neutroni, am putea dezvălui detaliile structurale ale ADN-ului ambalat viral cu rezoluție atomică.”
Rol central pentru cinetica de livrare
Cercetătorii au întreprins această muncă pentru a continua descoperirea lor anterioară conform căreia structura materialului ADN din interiorul capsidei suferă o schimbare structurală bruscă atunci când este expusă la o temperatură de 37 °C. Aceasta este temperatura normală a corpului uman și implică faptul că structura joacă un rol central în modul în care virusul își livrează materialul genetic într-o celulă - primul pas într-o infecție. În special, ADN-ul din viruși este ambalat la o densitate foarte mare și este de sute de ori mai lung decât diametrul capsidei. Chiar și așa, în timpul infecției, ADN-ul este evacuat rapid din capside printr-un singur por.
Cum se întâmplă asta este un puzzle, spune Evilevitch. „Din cauza densității mari de ambalare a ADN-ului în capside și a separării de doar câțiva angstromi între suprafețele ADN învecinate încărcate negativ, există o frecare electrostatică puternică care împiedică ejecția ADN-ului”, explică el. „De aceea, am decis să investigăm modul în care temperatura afectează structura genomului viral, deoarece se știe că la temperatura corporală optimă (37 ° C) virușii își pot ejecta rapid ADN-ul asemănător fluidului.”
Cercetătorii au decis să utilizeze o abordare atipică pentru imagistica cu neutroni, deoarece SANS permite potrivirea contrastului, ceea ce face ca capsidele proteinelor să fie efectiv invizibile pentru fasciculul de neutroni. Acest lucru le-a permis să se concentreze în schimb asupra conținutului capsidei și, prin urmare, să descopere detaliile formei și densității ADN-ului.
Două faze
„Am demonstrat, pentru prima dată, că ADN-ul din interiorul unei capside virale coexistă în două faze – o fază de înaltă densitate ordonată hexagonal la periferia capsidei și o fază de densitate scăzută, mai puțin ordonată, asemănătoare unui fluid în miezul capside”, spune Evilevitch Lumea fizicii. „Creșterile de temperatură declanșează o tranziție a ADN-ului în care o parte a ADN-ului ordonat la periferie se deplasează în faza mai puțin ordonată din centru, ceea ce permite să înceapă ejecția ADN-ului din virus într-o celulă.”
Potrivit lui Evilevitch, aceste descoperiri arată că temperatura joacă un rol semnificativ în procesul de infecție și că împrăștierea neutronilor este un instrument util pentru studierea structurii genomilor virali din interiorul capsidelor virale.
Neutronii dezvăluie secretele auto-asamblarii
Echipa Lund își optimizează acum abordarea cu lumina neutronică pentru a investiga schimbările de densitate în ADN-ul ambalat în virusul herpes uman de tip 1. „Aceste cunoștințe vor fi importante pentru înțelegerea mecanismului de ejecție a ADN-ului, care, la rândul său, poate controla cursul infecției”, spune Evilevitch. „Acest lucru poate fi fie latent (inactiv) fie litic (activ și în cazul în care virusul se reproduce rapid).”
Până acum, Evilevitch și colegii săi au observat doar modificări ale densității ADN-ului în culturile de celule din laborator. Analizele care iau în considerare factori precum răspunsul imun și modul în care acestea afectează cursul infecției vor fi necesare în viitor, spun ei.
În cele din urmă, cercetătorii cred că rezultatele acestui studiu, care este detaliat în PNAS, ar putea ajuta oamenii de știință să înțeleagă mai bine modul în care ADN-ul iese dintr-un virus și intră într-o celulă gazdă - ceva care ar putea fi important pentru dezvoltarea tehnicilor de a activa și dezactiva virușii. La rândul său, acest lucru ar putea ajuta la dezvoltarea de noi agenți antivirali.
- Distribuție de conținut bazat pe SEO și PR. Amplifică-te astăzi.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Împuterniciți-vă. Accesați Aici.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Cunoștințe amplificate. Accesați Aici.
- PlatoESG. carbon, CleanTech, Energie, Mediu inconjurator, Solar, Managementul deșeurilor. Accesați Aici.
- PlatoHealth. Biotehnologie și Inteligență pentru studii clinice. Accesați Aici.
- Sursa: https://physicsworld.com/a/viruses-change-structure-at-the-temperature-of-the-human-body-to-better-infect-us/
- :are
- :este
- :nu
- :Unde
- $UP
- 160
- 361
- a
- Conform
- Cont
- activ
- afecta
- agenţi
- alex
- permite
- an
- analize
- și
- abordare
- artist
- AS
- At
- atomic
- ataca
- Bacteriile
- BE
- Grindă
- deoarece
- începe
- Crede
- Mai bine
- între
- corp
- denumit
- CAN
- nu poti
- celulă
- Celule
- central
- centru
- Schimbare
- Modificări
- încărcat
- Închide
- colegii
- înţelege
- conținut
- contrast
- Control
- Nucleu
- ar putea
- Curs
- hotărât
- Oferă
- livrare
- demonstrat
- detaliu
- detaliat
- detalii
- în curs de dezvoltare
- Dezvoltare
- descoperire
- ADN-ul
- postăvar
- în timpul
- Mai devreme
- efect
- în mod eficient
- oricare
- angajat
- activat
- intră
- Chiar
- ieșiri
- Explica
- explică
- expus
- facilitând
- Facilitate
- factori
- departe
- constatările
- First
- prima dată
- Concentra
- concentrat
- urma
- Pentru
- frecare
- din
- funcţie
- viitor
- genetic
- se întâmplă
- Avea
- he
- ajutor
- Înalt
- gazdă
- Cum
- http
- HTTPS
- uman
- sute
- Imaging
- important
- in
- informații
- în interiorul
- in schimb
- Institut
- interimar
- în
- investiga
- invizibil
- problema
- IT
- ESTE
- jpg
- cunoştinţe
- cunoscut
- laborator
- Ultimele
- lider
- mai puțin
- ușoară
- ca
- mai lung
- face
- FACE
- Maryland
- potrivire
- material
- max-width
- Mai..
- măsurători
- mecanism
- ar putea
- mai mult
- mişcă
- național
- necesar
- negativ
- neutroni
- Nou
- nist
- normală.
- în special
- acum
- of
- de pe
- on
- dată
- afară
- optimizarea
- optim
- or
- Altele
- ambalate
- ambalaje
- efectuată
- fază
- Fizică
- Lumea fizicii
- Plato
- Informații despre date Platon
- PlatoData
- joacă
- porţiune
- proces
- produce
- proteja
- Proteină
- puzzle
- repede
- eliberaţi
- replică
- cercetare
- cercetători
- Rezoluţie
- răspuns
- REZULTATE
- dezvălui
- Rol
- s
- Spune
- spune
- oamenii de stiinta
- secrete
- serie
- Modela
- Coajă
- Arăta
- semnificativ
- întrucât
- singur
- So
- ceva
- standarde
- Pas
- puternic
- structural
- structura
- Studiu
- Studiu
- brusc
- supravieţui
- Suedia
- Intrerupator
- Lua
- echipă
- tehnică
- tehnici de
- Tehnologia
- spune
- decât
- acea
- Viitorul
- lor
- Lor
- apoi
- Acolo.
- prin urmare
- Acestea
- ei
- acest
- aceste
- deşi?
- Prin
- miniatura
- timp
- ori
- la
- instrument
- tranziţie
- declanşa
- adevărat
- ÎNTORCĂ
- Două
- tipic
- neacoperit
- este supus
- înţelegere
- universitate
- fără precedent
- us
- utilizare
- utilizat
- folosind
- obișnuit
- foarte
- virale
- virus
- viruși
- Cale..
- we
- cand
- care
- OMS
- voi
- cu
- în
- fără
- Apartamente
- lume
- zephyrnet