Нова візуалізація розкриває динамічну структуру формування вірусів, таких як ВІЛ

Враження художника від динамічних білків у структурі вірусної решітки. (Дейв Мейкл/Saffarian Lab)

Вперше структурна білкова решітка, що дозволяє віруси люблю ВІЛ було виявлено, що це рухома, динамічна система, яка дає дослідникам можливість зрозуміти прихований нанорозмірний процес, який одного разу може дати змогу розробити нові методи лікування блокування вірусів.

Використання моделювання в поєднанні з технікою мікроскопії називається інтерферометрична фотоактивована локалізаційна мікроскопія (iPALM), дослідники візуалізували, як вірусоподібні частинки ВІЛ (VLP) формуються в режимі реального часу, виходячи за межі обмежень методів статичної електронної мікроскопії, які вимагають заморожування зразків для аналізу.

'Крім вірус основне значення цього методу полягає в тому, що ви можете бачити, як молекули рухаються в клітині, каже провідний дослідник і фізик Іпсіта Саха з Університету Юти.



«За допомогою цього можна вивчати будь-яку біомедичну структуру».

В вивчення , Саха та її керівник, Савіз Саффаріан досліджував молекулярні конфігурації білкових структур, які дозволяють віріонам (незалежним вірусним частинкам) стати зрілими.

Коли вірус із оболонкою, такий як ВІЛ, розмножується, він проходить процес, який називається окулірування , кооптуючи компоненти інфікованих клітин, щоб допомогти виробити та вивільнити нову частинку віріону, здатну інфікувати іншу клітину.

«Віруси — це істоти, які не здатні розмножуватися самостійно», — Саха пояснив у квітні , 'тому вони захоплюють клітинний механізм для реплікації, повертаючи клітину проти себе'.

Під час цього процесу брунькування з інфікованої клітини виходить вірусна оболонка, яка складається з різних білків. У випадку ВІЛ найважливіший білок називається Gag, який становить більшу частину структурної решітки частинки.

Цю структурну решітку раніше в основному розглядали зі статичної точки зору через обмеження мікроскопії, але нове дослідження може допомогти дослідникам зрозуміти, як дозрівання вірусу відбувається динамічно.

На додаток до Gag, ще один важливий білок, який утворює структуру ВІЛ, називається GagPol, який сам містить фермент під назвою протеаза, який допомагає ініціювати дозрівання вірусу через процес молекулярного зв’язування, який називається димеризацією.

Яким чином відповідні молекули ВІЛ знайшли одна одну в рамках димеризації, ніколи не було повністю зрозуміло, але нове дослідження пропонує пояснення.

Завдяки поєднанню методів, включаючи кілька типів молекулярного мічення та аналіз уповільненої зйомки, експерименти команди показують, що решітка вірусу складається з білків, які є динамічними, а не статичними, і здатні до випадкового збирання, якщо вони підходять близько один з одним у рухомій системі.

Хоча експерименти розглядали лише VLP, які не повністю повторюють геном ВІЛ, команда каже, що, можливо, ми можемо використовувати ті самі методи, щоб дослідити, що насправді робить справжній вірус.

«Цілком правдоподібно, що динаміка решітки всередині незрілої решітки повністю інфекційних віріонів може відігравати певну роль у початковій димеризації протеази та, як наслідок, її активації», – пишуть автори у своїй статті .

«Подальші дослідження незрілої решітки повністю інфекційних віріонів зможуть пролити світло на ці механізми».

Якщо майбутні роботи зможуть відтворити ці динамічні структури у ВІЛ, ми можемо зробити великий крок ближче до розуміння молекулярного дозрівання ВІЛ і, роблячи це, можливо, навчимося зупинити його перетворення в інфекцію.

'Це відкриває новий напрямок навчання', Саха каже .

«Якщо ви можете зрозуміти цей процес, можливо, ви зможете зробити щось, щоб вони не могли знайти один одного, наприклад, якийсь препарат, який би зупинив вірус на його шляху».

Про висновки повідомляється в Біофізичний журнал .

Про Нас

Публікація Незалежних, Перевірених Фактів Звітів Про Здоров'Я, Космос, Природу, Технології Та Навколишнє Середовище.