Prejšnji teden so znanstveniki dokazali, da so elektroni okrogli - odkritje, ki je fizike vrglo v repni zatič. Zdaj bi se lahko drugi znanstveniki prav tako zgražali, če bi slišali, da je v nasprotju z drugo vprašljivo okroglo temo: sferični virusi. Pokaže se, da nova študija ni tako okrogla, kot so si vsi mislili.
Če odkrijemo občutke razočaranih ljubiteljev sfere, bi lahko ugotovitve igrale pomembno vlogo na področju virologije: lahko vplivajo na proučevanje virusov in lahko vplivajo na strategije, ki se uporabljajo za zdravljenje virusnih bolezni.
Nekatere vrste virusov so ikozaedrične ali 20-stranske. Od petdesetih let prejšnjega stoletja so bili ti virusi obravnavani kot simetrične krogle, z 20 trikotnimi fasetami so enakomerno koncentrirano razporejene po njihovih površinah.
Dolgo domnevano geometrijo teh virusov je oblikovalo znanstveno razumevanje, kako se beljakovine razmnožujejo, kar je nakazovalo, da so virusi zgrajeni iz številnih identičnih kopij iste strukture beljakovin, je dejal soavtor študije Michael Rossmann, profesor na Oddelku za biološko Znanosti na univerzi Purdue v Indiani. Vsi ti identični izvodi bi se zato združili v simetrično obliko.
Preiskava sferičnih virusov pod mikroskopom od petdesetih let prejšnjega stoletja je podkrepila predstavo o njihovi simetriji. Izkazalo pa se je, da znanstveniki niso videli celotne slike.
Tako je prišlo kot veliko presenečenje, ko so Rossmann in njegovi sodelavci odkrili, da so flavivirusi - rod, ki vključuje Žiko in dengo - nesimetrični, je pojasnil.
"Ker so že več desetletij vse študije virusov imele simetrijo, na viruse nismo gledali dovolj previdno. Dajali smo predpostavke, ki bi te različice premagale," je Rossmann povedal Live Science.
Razgibana površina
V novi raziskavi, ki je bila objavljena na spletu 22. oktobra v reviji Proceedings of the National Academy of Sciences, so Rossmann in njegovi sodelavci uporabili krioelektronsko mikroskopijo ali cryo-EM za ustvarjanje 3D-modelov flavivirusa z visoko ločljivostjo. S hlajenjem vzorcev do ekstremnih temperatur krio-EM razkrije podrobnosti o virusih na atomski ravni.
Ker so krogelni virusi veljali za popolne sfere, je bil ta pristop običajno dokončan s tehniko obdelave, znano kot zahteva simetrije, ki je iz podatkov ustvarila simetričen model, poročajo znanstveniki.
Za novo študijo so raziskovalci izostali ta zadnji korak. Ogledali so si nezrele in zrele Kunjine viruse (podvrsta virusa Zahodnega Nila), v obeh oblikah pa so ugotovili izbokline, ki so se zataknile na eni strani virusa. Z drugimi besedami, zbogom simetrija.
Ti udarci se oblikujejo, ko mladi virus vstopi iz drugega virusa znotraj gostiteljske celice, kaže študija. Medtem ko se beljakovine v zunanji membrani novega virusa zapirajo v odprtino, tvorijo obliko, ki ni tako popolna kot drugi vidiki na virusni površini, je povedal soavtor študije Richard Kuhn, prav tako profesor s Purduejevega oddelka za biološko Znanosti.
"Vrat tega brstičnega delca postane zelo ozek, ko se zatakne, in okoliška lupina začneta udarjati druga ob drugo," je dejal Kuhn v izjavi. "Mislimo, da morda ne bodo zgrabili pravega števila beljakovin, da bi naredili ikozaeder, rezultat pa je delček, ki ima popačenje na eni strani."
Znanstveniki so odkrili tudi, da imajo nezreli virusi nepravilno nameščene nukleokapside ali jedrne strukture. Pri mladih virusih je jedro ležalo bližje eni strani zunanje lupine, čeprav se je do trenutka zorenja virusa preusmerilo v središče, so zapisali raziskovalci.
Te novoodkrite nepravilnosti verjetno ponujajo vpogled v to, kako se novi virusi sestavljajo, ko rastejo v okuženi celici, in odkrivanje teh lastnosti in kako delujejo lahko raziskovalcem ponudijo nove tarče protivirusnega zdravljenja, je dejal Rossmann.
"Vsako protivirusno sredstvo deluje tako, da posega v normalen potek življenjskega cikla virusa - eden od načinov posega v njega je ustavitev začetnega sestavljanja virusa," je dejal.
