پیشگام روش نشان می دهد ساختار پویا در HIV

ویروس ترسناک هستند. آنها حمله به سلول های ما مانند نامرئی ارتش و هر نوع به ارمغان می آورد استراتژی خاص خود را از حمله. در حالی که ویروس ها را نابود جوامع از انسان و حیوانات, دانشمندان, تقلا برای مبارزه با به عقب. بسیاری از استفاده از میکروسکوپ الکترونی, یک ابزار است که می تواند "دیدن" آنچه که مولکولهای منفرد در این ویروس در حال انجام است. در عین حال حتی پیچیده ترین تکنولوژی نیاز دارد که نمونه بود یخ زده و بی حرکت به دریافت بالاترین رزولوشن.

در حال حاضر فیزیکدانان از دانشگاه یوتا باید پیشگام یک روش تصویربرداری ویروس مانند ذرات در زمان واقعی در دمای اتاق قابل توجه وضوح. در یک مطالعه جدید به این روش نشان می دهد که این شبکه که به شکل عمده و جزء ساختاری از ویروس نقص ایمنی انسانی (HIV), پویا است. کشف یک انتشار مشبک ساخته شده از تهوع و GagPol پروتئین های طولانی در نظر گرفته می شود به طور کامل استاتیک باز می شود تا پتانسیل درمان های جدید.

زمانی که HIV ذرات جوانه از سلول آلوده به ویروس تجربه یک زمان تاخیر قبل از تبدیل شدن آنها به عفونی. پروتئاز آنزیم که تعبیه شده است به عنوان یک نیمه مولکول در GagPol پروتئین باید پیوند به دیگر مولکول ها در یک فرآیند به نام dimerization. این باعث ویروسی بلوغ است که منجر به ذرات عفونی. هیچ کس نمی داند چگونه این نیم پروتئاز مولکول پیدا کردن هر یک از دیگر و dimerize اما ممکن است باید با بازآرایی شبکه تشکیل شده توسط تهوع و GagPol پروتئین است که وضع فقط در داخل پاکت نامه های ویروسی. تهوع عمده ساختاری پروتئین و نشان داده شده است به اندازه کافی برای جمع آوری ویروس مانند ذرات. تهوع مولکول های تشکیل یک شبکه شش ضلعی ساختار است که intertwines با خود با ناچیز شکاف کامی. روش جدید نشان داد که تهوع پروتئین شبکه است نه یک شخص.

"این روش این است که یک گام جلوتر با استفاده از میکروسکوپ است که به طور سنتی تنها به اطلاعات استاتیک. در علاوه بر این به جدید ميکروسکوپ روش ما با استفاده از یک مدل ریاضی و بیوشیمیایی آزمایش به منظور بررسی پویایی شبکه گفت:" منجر نویسنده Ipsita Saha فارغ التحصیل دستیار تحقیق در U s Department of Physics & نجوم است. "به غیر از این ویروس یک مفهوم عمده این روش این است که شما می توانید ببینید که چگونه مولکولها حرکت در اطراف در یک سلول. شما می توانید مطالعه هر پزشکی ساختار با استفاده از این."

مقاله منتشر شده در مجله بيو در تاریخ 26 ژوئن سال 2020 است.

نقشه برداری یک nanomachine

دانشمندان نبودند به دنبال ساختارهای پویا در اول--آنها فقط می خواستم به مطالعه تهوع پروتئین شبکه. Saha led دو سال تلاش برای "هک" میکروسکوپ تکنیک قادر به مطالعه ذرات ویروس در دمای اتاق به رعایت رفتار خود را در زندگی واقعی است. مقیاس ویروس ناچیز -- حدود 120 نانومتر در قطر-پس Saha استفاده interferometric photoactivated, محلی سازی, میکروسکوپ (شر smartsaver plus ads).

اول Saha برچسب تهوع با پروتئین فلورسنت به نام Dendra2 و تولید ویروس مانند ذرات و در نتیجه تهوع-Dendra2 پروتئین است. این ویروس مانند ذرات همان HIV ذرات ساخته شده است اما تنها از تهوع-Dendra2 پروتئین ساختار شبکه است. Saha نشان داد که در نتیجه تهوع-Dendra2 پروتئین مونتاژ ویروس مانند ذرات همان راه به عنوان ویروس مانند ذرات ساخته شده تا به طور منظم تهوع پروتئین است. فلورسنت پیوست مجاز شر smartsaver plus ads به تصویر ذرات با 10 نانومتر با وضوح. دانشمندان دریافتند که هر تثبيت شده ویروس مانند ذرات گنجانیده شده 1400 تا 2400 تهوع-Dendra2 پروتئین های مرتب شده در یک شبکه شش ضلعی. هنگامی که آنها با استفاده از شر smartsaver plus ads اطلاعات به بازسازی مرور زمان تصویر از شبکه آن را به نظر می رسد که این شبکه از تهوع-Dendra2 نمی شد استاتیک در طول زمان است. به مطمئن شوید که آنها به طور مستقل تایید آن به دو روش: ریاضی و biochemically.

اولین آنها تقسیم پروتئین شبکه به مدرسه بخش جداگانه. با استفاده از تجزیه و تحلیل همبستگی آنها آزمایش چگونه هر یک از بخش ارتباط با خود را در طول زمان از 10 تا 100 ثانیه است. اگر هر بخش در ادامه به ارتباط با خود پروتئین ها ثابت شد. اگر آنها از دست همبستگی پروتئین تا به حال منتشر. آنها دریافتند که در طول زمان این پروتئین کاملا پویا است.

راه دوم آنها تایید شده از شبکه پویا بود biochemically. برای این آزمایش آنها ایجاد ویروس مانند ذرات که شبکه شامل 80 درصد از تهوع وحشی نوع پروتئین و 10 درصد از تهوع برچسب زده شده با ضربه محکم و ناگهانی و 10 درصد از تهوع برچسب گذاشته شده توسط هاله. ضربه محکم و ناگهانی و هاله پروتئین است که می توانید با اتصال یک لینکر که آنها را به هم متصل برای همیشه لطفا برای. ایده این بود برای شناسایی اینکه آیا مولکول های پروتئینی شبکه ثابت ماند و یا اگر آنها مهاجرت موقعیت.

"تهوع-پروتئین مونتاژ خود را به طور تصادفی. ضربه محکم و ناگهانی و هاله مولکول می تواند در هر نقطه در داخل شبکه-برخی ممکن است نزدیک به یک دیگر و برخی دور خواهد بود," ساها گفت. "اگر شبکه تغییرات این احتمال وجود دارد که مولکول های نزدیک به یکدیگر است."

Saha معرفی یک مولکول به نام Haxs8 به ویروس مانند ذرات. Haxs8 است dimerizer--یک مولکول که covalently متصل ضربه محکم و ناگهانی و هاله پروتئین زمانی که آنها در اتصال شعاع یک دیگر. اگر ضربه محکم و ناگهانی و یا هاله مولکول ها حرکت بعدی به هر یک از دیگر آنها را تولید dimerized پیچیده است. او دنبال این dimerized پیچیده غلظت در طول زمان است. اگر غلظت تغییر, آن را نشان می دهد که جفت جدید از مولکول یافت هر یک از دیگر. اگر غلظت کاهش داد و این امر نشان می دهد که پروتئین ها را شکست و از هم جدا. در هر صورت این امر نشان می دهد که جنبش قرار گرفته بود. آنها دریافتند که در طول زمان در صد از dimerized پیچیده افزایش یافته است; HALO و ضربه محکم و ناگهانی تهوع پروتئین ها در حال حرکت بودند در سراسر شبکه و با هم در طول زمان است.

یک ابزار جدید برای مطالعه ویروس ها

این مطالعه برای اولین بار نشان می دهد که پروتئین ساختار شبکه از یک ویروس احاطه پویا است. این ابزار جدید مهم خواهد بود برای درک بهتر تغییرات رخ می دهد که در درون شبکه به عنوان ویروس جدید ذرات رفتن از نارسی به خطرناکی عفونی.

"چه مکانیسم های مولکولی که منجر به عفونت است ؟ آن باز می شود تا یک خط جدید از مطالعه" گفت: Saha. "اگر شما می توانید کشف کردن که روند شاید شما می توانید چیزی به جلوگیری از آنها را از پیدا کردن هر یک از دیگر مانند یک نوع از مواد مخدر است که جلوگیری از این ویروس در آهنگ های خود را."

###

Saveez صفاریان استاد گروه فیزیک & نجوم در تو ارشد بود نویسنده در این مقاله است.

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! مسئول صحت اخبار منتشر شده به EurekAlert! با کمک موسسات و یا برای استفاده از هر گونه اطلاعات از طریق EurekAlert سیستم.