นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างแบบจำลองไวรัสที่บุกรุกเซลล์เป็นครั้งแรก

เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้สร้างการจำลองที่แม่นยำของกไวรัสการบุกรุกเซลล์และบอกว่ามันอาจนำไปสู่การบำบัดต่อต้านไวรัสที่มีประสิทธิภาพมากกว่าที่เราพึ่งพาในวันนี้

การทดลองได้รับการออกแบบมาเพื่อตรวจสอบว่าเปลือกโปรตีนของไวรัสหรือที่รู้จักกันในชื่อcapsidการเปลี่ยนแปลงขณะที่มันเตรียมที่จะฉีดสารพันธุกรรมลงในเซลล์ที่มีสุขภาพดี - การเปลี่ยนแปลงที่ไม่สามารถสังเกตได้อย่างเต็มที่ในการวิจัยก่อนหน้านี้

ในขณะที่การติดเชื้อไวรัสได้รับการจำลองในอดีตนักวิจัยจากวิทยาลัยการแพทย์แห่งรัฐเพนน์ต้องการดูว่าพวกเขาสามารถเป็นตัวแทนของกระบวนการได้อย่างแม่นยำหรือไม่

การจำลองก่อนหน้านี้ของการติดเชื้อไวรัสแสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของรูปร่างของ capsid ทั้งหมด แต่ทีม Penn State สงสัยว่าการเปลี่ยนแปลงนี้เป็นผลมาจากกระบวนการสร้างแบบจำลอง - ซึ่งใช้ความร้อนสูงหรือสัมผัสกับไวรัสกับโปรตีน

แทนที่จะมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างทั้งหมดทีมตั้งสมมติฐานว่าเฉพาะส่วนหนึ่งของไวรัสที่มีปฏิสัมพันธ์กับตัวรับในเซลล์ควรเปลี่ยนรูปร่างระหว่างการติดเชื้อ

ดังนั้นร่วมกับเพื่อนร่วมงานจากคณะแพทยศาสตร์มหาวิทยาลัยพิตต์สเบิร์กนักวิจัยใช้เยื่อหุ้มเซลล์ที่เรียกว่า nanodiscs เพื่อสร้างพื้นผิวเซลล์เทียม

ในพื้นผิวเซลล์เทียมนี้พวกมันแทรกโมเลกุลโปรตีนจากตัวรับเซลล์ของมนุษย์เพื่อให้สัญญาณภายนอกเข้าไปใน 'เซลล์' - สิ่งที่ไม่เคยทำมาก่อน

เทคนิคการถ่ายภาพที่เรียกว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน- ผ่านคานอิเล็กตรอนที่สามารถระบุโครงสร้างโปรตีนในรายละเอียดนาที - จากนั้นใช้เพื่อตรวจสอบปฏิกิริยาระหว่างไวรัส capsids และเยื่อหุ้มตัวรับเทียม

การอัปเดตล่าสุดเกี่ยวกับกล้องจุลทรรศน์ Cryo-Electron ที่เรียกว่า Direct Electron Detection ทำให้ทีมสามารถจับภาพภาพความละเอียดอะตอมด้วยความเร็วที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ภาพ 2D หลายพันภาพที่ถ่ายจากมุมที่แตกต่างกันทำให้พวกเขาสามารถหาโครงสร้าง 3 มิติของไวรัสที่บุกรุกได้

สิ่งที่พวกเขาเห็นชี้ให้เห็นว่าสมมติฐานของนักวิจัย - การเปลี่ยนแปลงรูปร่างของไวรัสควรเกิดขึ้นที่จุดที่ตัวรับเซลล์ผูกกับไวรัส - ถูกต้องแน่นอน

"เราคิดว่าเราได้จับไวรัส capsid ที่แม่นยำทางสรีรวิทยาครั้งแรกที่เตรียมเข้าสู่โฮสต์ทุกสิ่งที่เราได้ศึกษาก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นทั่ว capsid"นักวิจัยหลักกล่าว, Susan Hafenstein

"งานของเราแสดงให้เห็นว่ารูขุมขนเปิดขึ้นเฉพาะที่จุดหนึ่งของการโต้ตอบกับเซลล์โฮสต์และนั่นคือสิ่งที่จะตั้งค่า capsid เพื่อปล่อยสารพันธุกรรมลงในเซลล์"

สำหรับวัตถุประสงค์ของการทดลองมีการเลือกไวรัสที่กลายพันธุ์อย่างรวดเร็วที่เรียกว่า Coxsackievirus B3 (CVB3) เนื่องจากไวรัสประเภทนี้เปลี่ยนไปเมื่อพวกมันทำซ้ำจึงทำให้ยากต่อการรักษาด้วยการต่อต้านไวรัสที่จะตรึงไว้

นักวิจัยหวังว่าโดยการทำความเข้าใจเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการไวรัสเข้าสู่เซลล์เราสามารถหยุดมันได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น อาจเป็นยาใหม่อาจทำให้เกิดการกลายพันธุ์ของไวรัสที่ป้องกันไม่ให้พวกมันเข้าถึงเซลล์ที่มีสุขภาพดี

นั่นยังคงเป็นไปได้บ้าง ในระหว่างนี้ Hafenstein และเพื่อนร่วมงานของเธอต้องการทำการทดสอบเพิ่มเติมและแนะนำว่า nanodisc ที่ใหญ่กว่าจะเป็นก้าวต่อไป

"เนื่องจาก nanodiscs ในชุดการทดลองนี้มีขนาดเล็กมากเราจึงไม่ได้รับภาพที่ดีที่สุดของการมีปฏิสัมพันธ์และนั่นคือสถานที่หนึ่งในการปรับปรุง"Hafenstein กล่าว-

บางทีการทดสอบใหม่อาจเปิดเผยสิ่งที่เธอเรียกว่า "ขั้นตอนที่สำคัญที่สุด": การหาสิ่งที่กระตุ้นให้เกิดการเปิดตัว RNA เข้าสู่เซลล์

ไวรัสพิจารณาตัวเองโดยแจ้งให้ทราบล่วงหน้า

Tเขาศึกษาได้รับการตีพิมพ์ในความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์-

อัปเดต 1 ตุลาคม 2559:เราได้แก้ไขสำเนาเพื่อชี้แจงว่าทีมไม่ได้สร้างแบบจำลองของไวรัสที่บุกรุก แต่สามารถแก้ไขโครงสร้าง 3 มิติโดยใช้การถ่ายภาพขั้นสูง