На прошлой неделе ученые доказали, что электроны круглые - открытие, которое бросило физиков в штопор. Теперь другие ученые могут быть одинаково встревожены, когда узнают, что в отношении другого сомнительно круглого предмета - сферических вирусов верно обратное. Оказывается, что они не такие круглые, как все думали, обнаруживает новое исследование.
Оставляя в стороне чувства разочарованных любителей сферы, результаты могут сыграть важную роль в области вирусологии: они могут повлиять на то, как изучаются вирусы, и могут повлиять на стратегии, используемые для лечения вирусных заболеваний, согласно исследованию.
Некоторые типы вирусов являются икосаэдрическими или 20-сторонними. С 1950-х годов эти вирусы рассматривались как симметричные сферы с 20 треугольными гранями, равномерно распределенными концентрически по их поверхности.
По словам соавтора исследования Майкла Россмана, профессора кафедры биологической биологии, давно предполагаемая геометрия этих вирусов была сформирована учеными в понимании того, как белки реплицируются, что позволило предположить, что вирусы были построены из множества идентичных копий с одинаковой структурой белка. Наук в Университете Пердью в Индиане. Таким образом, все эти идентичные копии будут объединяться в симметричную форму.
Действительно, исследование сферических вирусов под микроскопом с 1950-х годов укрепило представление об их симметрии. Оказалось, однако, что ученые не видели всей картины.
Так что это стало большим сюрпризом, когда Россманн и его коллеги обнаружили, что флавивирусы - род, который включает в себя Зика и денге - асимметричны, пояснил он.
«Поскольку в течение многих десятилетий все исследования вирусов предполагали симметрию, мы не рассматривали вирусы с достаточной тщательностью. Мы делали предположения, которые выходили за рамки этих изменений», - сказал Россманн в интервью Live Science.
Неровная поверхность
В новом исследовании, опубликованном 22 октября в журнале Proceedings Национальной академии наук, Росман и его коллеги использовали криоэлектронную микроскопию или крио-ЭМ для создания трехмерных моделей флавивируса с высоким разрешением. Охлаждая образцы до экстремальных температур, крио-ЭМ выявляет детали вирусов на атомном уровне.
Ученые сообщили, что поскольку сферические вирусы считались идеальными сферами, этот подход, как правило, завершался с помощью технологии обработки, известной как требование симметрии, которая создавала симметричную модель из данных.
Для нового исследования исследователи пропустили этот последний шаг. Они смотрели на незрелые и зрелые вирусы Кунджина (подтип вируса Западного Нила), и в обеих формах они обнаружили удары, которые торчали на одной стороне вируса. Другими словами, прощай симметрия.
По данным исследования, эти выпуклости приобретают форму, когда молодой вирус вырастает из другого вируса внутри клетки-хозяина. По мере того, как белки в наружной мембране нового вируса карабкаются, чтобы закрыть отверстие, они образуют форму, которая не так совершенна, как другие грани на поверхности вируса, сказал соавтор исследования Ричард Кун, также профессор биологического факультета Пердью. наук.
«Шея этой подающей надежды частицы становится очень узкой, когда она сжимается, и окружающая оболочка начинает бить друг друга», - сказал Кун в своем заявлении. «Мы думаем, что они не могут захватить нужное количество белков для создания икосаэдра, и в результате получается частица, имеющая искажение на одной стороне».
Ученые также обнаружили, что незрелые вирусы имеют неправильно расположенные нуклеокапсиды или структуры ядра. У молодых вирусов ядро лежало ближе к одной стороне внешней оболочки, хотя к моменту созревания вируса оно перемещалось к центру, пишут исследователи в исследовании.
По словам Россманна, эти вновь обнаруженные нарушения, скорее всего, дают представление о том, как новые вирусы собираются в процессе роста в зараженной клетке, и обнаружение этих функций и их работы может предложить исследователям новые цели для противовирусного лечения.
«Любое противовирусное средство воздействует на нормальный ход жизненного цикла вируса - один из способов помешать ему - остановить первоначальную сборку вируса», - сказал он.
