Серия измерений рассеяния нейтронов раскрыла структуру вирусной ДНК в беспрецедентных деталях, проливая новый свет на изменения, которые делают ДНК более жидкой при температурах, близких к температуре человеческого тела. По мнению исследователей из Лундского университета в Швеции, которые проводили измерения, эти структурные изменения помогают объяснить быстроту, с которой вирусы выделяют ДНК в клетки-хозяева, что облегчает заражение.
В отличие от бактерий и грибов, вирусы не могут выжить без хозяина. Однако, заражая клетку, они производят новые вирусные частицы, которые затем заражают другие клетки. Чтобы временно защитить генетическую информацию вируса, вирусная ДНК обычно заключена в белковую оболочку, известную как капсид.
В последней работе руководитель группы Алекс Эвилевич и его коллеги сосредоточились на фаговых вирусах, то есть тех, которые атакуют бактерии. Использование нейтронов из синхротронного исследовательского центра в Национальный институт стандартов и технологий США (NIST) в Гейтерсбурге, штат Мэриленд, они изобразили структуру ДНК вируса и ее плотность внутри капсида в зависимости от температуры.
«Техника, которую мы использовали, называется малоугловым рассеянием нейтронов (МУРН), и она обычно не используется в микробиологических исследованиях», — говорит Эвилевич. «Подвергая бактериальные вирусы фага воздействию нейтронного луча, мы могли бы выявить структурные детали вирусно упакованной ДНК с атомным разрешением».
Центральная роль в кинетике доставки
Исследователи предприняли эту работу, чтобы продолжить свое более раннее открытие о том, что структура материала ДНК внутри капсида претерпевает внезапные структурные изменения при воздействии температуры 37 °C. Это нормальная температура человеческого тела, и это означает, что структура играет центральную роль в том, как вирус доставляет свой генетический материал в клетку – первый шаг в инфекции. Примечательно, что ДНК внутри вирусов упакована с очень высокой плотностью и в сотни раз длиннее диаметра капсида. Несмотря на это, во время заражения ДНК быстро выбрасывается из капсида через единственную пору.
Как это происходит, остается загадкой, говорит Эвилевич. «Из-за высокой плотности упаковки ДНК в капсиде и расстояния всего в несколько ангстрем между соседними отрицательно заряженными поверхностями ДНК возникает сильное электростатическое трение, препятствующее выбросу ДНК», — объясняет он. «Поэтому мы решили исследовать, как температура влияет на структуру вирусного генома, поскольку известно, что при оптимальной температуре тела (37°C) вирусы могут быстро выбрасывать свою жидкоподобную ДНК».
Исследователи решили использовать нетипичный подход для нейтронной визуализации, поскольку SANS позволяет проводить сопоставление контрастов, что делает белковые капсиды практически невидимыми для нейтронного луча. Это позволило им вместо этого сосредоточиться на содержимом капсида и, следовательно, раскрыть детали формы и плотности ДНК.
Две фазы
«Мы впервые продемонстрировали, что ДНК внутри капсида вируса сосуществует в двух фазах – гексагонально упорядоченной фазе с высокой плотностью на периферии капсида и менее упорядоченной, жидкоподобной фазе с низкой плотностью в ядре вируса. капсид, — рассказывает Эвилевич. Мир физики. «Повышение температуры вызывает переход в ДНК, при котором часть упорядоченной ДНК на периферии переходит в менее упорядоченную фазу в центре, что позволяет начать выброс ДНК из вируса в клетку».
По словам Эвилевича, эти результаты показывают, что температура играет важную роль в процессе заражения и что рассеяние нейтронов является полезным инструментом для изучения структуры вирусных геномов внутри вирусных капсидов.
Нейтроны раскрывают тайны самосборки
Команда Лунда в настоящее время оптимизирует свой подход с использованием нейтронного света для исследования изменений плотности ДНК, упакованной в вирус герпеса человека 1-го типа. «Эти знания будут важны для понимания механизма выброса ДНК, который, в свою очередь, может контролировать течение инфекции», — говорит Эвилевич. «Это может быть либо латентный (спящий), либо литический (активный, когда вирус быстро размножается)».
До сих пор Эвилевич и его коллеги наблюдали изменения плотности ДНК только в клеточных культурах в лаборатории. По их словам, в будущем потребуются анализы, учитывающие такие факторы, как иммунный ответ и то, как они влияют на течение инфекции.
В конечном счете, исследователи полагают, что результаты этого исследования, которые подробно описаны в PNAS, может помочь ученым лучше понять, как ДНК выходит из вируса и попадает в клетку-хозяина – что может быть важно для разработки методов, позволяющих, по сути, включать и выключать вирусы. В свою очередь, это может помочь в разработке новых противовирусных средств.
- SEO-контент и PR-распределение. Получите усиление сегодня.
- PlatoData.Network Вертикальный генеративный ИИ. Расширьте возможности себя. Доступ здесь.
- ПлатонАйСтрим. Интеллект Web3. Расширение знаний. Доступ здесь.
- ПлатонЭСГ. Углерод, чистые технологии, Энергия, Окружающая среда, Солнечная, Управление отходами. Доступ здесь.
- ПлатонЗдоровье. Биотехнологии и клинические исследования. Доступ здесь.
- Источник: https://physicsworld.com/a/viruses-change-structure-at-the-temperature-of-the-human-body-to-better-infect-us/
- :имеет
- :является
- :нет
- :куда
- $UP
- 160
- 361
- a
- По
- Учетная запись
- активный
- влиять на
- агенты
- Alex
- позволяет
- an
- Анализ
- и
- подхода
- художник
- AS
- At
- атомное
- атаковать
- Бактерии
- BE
- Ширина
- , так как:
- начинать
- верить
- Лучшая
- между
- тело
- под названием
- CAN
- не могу
- ячейка
- Клетки
- центральный
- центр
- изменение
- изменения
- заряженный
- Закрыть
- коллеги
- постигать
- содержание
- контраст
- контроль
- Основные
- может
- "Курс"
- решенный
- обеспечивает
- поставка
- убивают
- подробность
- подробный
- подробнее
- развивающийся
- Развитие
- открытие
- Г-жа
- драпировщик
- в течение
- Ранее
- эффект
- фактически
- или
- занятых
- включен
- Вводит
- Даже
- выходы
- Объяснять
- Объясняет
- подвергаться
- облегчающий
- Объект
- факторы
- далеко
- результаты
- Во-первых,
- Впервые
- Фокус
- внимание
- следовать
- Что касается
- трение
- от
- функция
- будущее
- генетический
- происходит
- Есть
- he
- помощь
- High
- кашель
- Как
- HTTP
- HTTPS
- человек
- Сотни
- Изображениями
- важную
- in
- информация
- внутри
- вместо
- Институт
- промежуточный
- в
- исследовать
- невидимый
- вопрос
- IT
- ЕГО
- JPG
- знания
- известный
- лаборатория
- последний
- лидер
- Меньше
- легкий
- такое как
- дольше
- сделать
- ДЕЛАЕТ
- Мэриленд
- согласование
- материала
- макс-ширина
- Май..
- размеры
- механизм
- может быть
- БОЛЕЕ
- движется
- национальный
- необходимый
- отрицательно
- нейтроны
- Новые
- NIST
- "обычные"
- особенно
- сейчас
- of
- от
- on
- консолидировать
- только
- оптимизирующий
- оптимальный
- or
- Другое
- в упаковке
- коробок
- выполнены
- фаза
- Физика
- Мир физики
- Платон
- Платон Интеллектуальные данные
- ПлатонДанные
- играет
- часть
- процесс
- производит
- для защиты
- Белкове продукты
- головоломка
- быстро
- освободить
- копирует
- исследованиям
- исследователи
- Постановления
- ответ
- Итоги
- показывать
- Роли
- s
- сообщили
- говорит
- Ученые
- секреты
- Серии
- Форма
- Оболочка
- показывать
- значительный
- с
- одинарной
- So
- удалось
- стандартов
- Шаг
- сильный
- структурный
- Структура
- Кабинет
- изучение
- внезапный
- выживать
- Швеция
- Коммутатор
- взять
- команда
- техника
- снижения вреда
- Технологии
- говорит
- чем
- который
- Ассоциация
- Будущее
- их
- Их
- тогда
- Там.
- следовательно
- Эти
- они
- этой
- те
- хоть?
- Через
- миниатюрами
- время
- раз
- в
- инструментом
- переход
- вызвать
- правда
- ОЧЕРЕДЬ
- два
- типично
- непокрытый
- подвергается
- понимание
- Университет
- беспрецедентный
- us
- использование
- используемый
- через
- обычно
- очень
- вирусный
- вирус
- вирусы
- Путь..
- we
- когда
- , которые
- КТО
- будете
- в
- без
- Работа
- Мир
- зефирнет