Pagājušajā nedēļā zinātnieki pierādīja, ka elektroni ir apaļi - tas ir atklājums, kas fiziķiem iemeta spaiļu adatu. Tagad citi zinātnieki varētu būt tikpat nobijušies, dzirdot, ka pret citu apšaubāmi apaļu tēmu - sfēriskiem vīrusiem - ir tieši pretēji. Izrādās, ka tie nav tik apaļi, kā visi domāja, atklāts jauns pētījums.
Atstājot maldīgu sfēras cienītāju izjūtas, atklājumiem varētu būt liela nozīme virusoloģijas jomā: Tie varētu ietekmēt vīrusu izpēti un var ietekmēt vīrusu slimību ārstēšanas stratēģijas, liecina pētījums.
Daži vīrusu veidi ir ikosaedriski vai divpusēji. Kopš piecdesmitajiem gadiem šie vīrusi tika uzskatīti par simetriskām sfērām ar 20 trīsstūrveida šķautnēm, kas vienādi koncentriski sadalītas pa to virsmām.
Šo vīrusu ilgi pieņemto ģeometriju veidoja zinātnieku izpratne par olbaltumvielu replikāciju, kas liek domāt, ka vīrusi ir veidoti no daudzām identiskām kopijām no vienas un tās pašas olbaltumvielu struktūras, sacīja pētījuma līdzautors Maikls Rossmans, Bioloģiskās katedras profesors. Zinātnes Purdue universitātē Indiānā. Tādēļ visas šīs identiskās kopijas veidos simetrisku formu.
Sfērisko vīrusu pārbaude mikroskopā kopš pagājušā gadsimta piecdesmitajiem gadiem pastiprināja priekšstatu par to simetriju. Tomēr izrādījās, ka zinātnieki neredzēja visu ainu.
Tas bija liels pārsteigums, kad Rossmann un viņa kolēģi atklāja, ka flavivīrusi - ģints, kurā ietilpst Zika un dengue - ir asimetriski, viņš paskaidroja.
"Tā kā daudzu gadu desmitu laikā visos vīrusu pētījumos ir pieņemta simetrija, mēs nebijām pietiekami uzmanīgi apskatījuši vīrusus. Mēs izdarījām pieņēmumus, kas ignorē šīs variācijas," Rossmann stāstīja Live Science.
Bedraina virsma
Jaunajā pētījumā, kas tiešsaistē publicēts 22. oktobrī žurnālā Proceedings of the National Academy of Sciences, Rossmann un viņa kolēģi izmantoja krioelektronu mikroskopiju jeb krio-EM, lai izveidotu augstas izšķirtspējas flavivīrusa 3D modeļus. Atdzesējot paraugus līdz ekstremālām temperatūrām, krio-EM atklāj sīkas ziņas par vīrusiem atomu līmenī.
Tā kā tika uzskatīts, ka sfēriski vīrusi ir perfektas sfēras, šī pieeja parasti tika pabeigta ar apstrādes paņēmienu, kas pazīstams kā simetrijas prasība, kas no datiem izveidoja simetrisku modeli, ziņoja zinātnieki.
Jaunajam pētījumam pētnieki izlaida šo pēdējo soli. Viņi apskatīja nenobriedušus un nobriedušus Kunjin vīrusus (Rietumnīlas vīrusa apakštips), un abās formās viņi atrada izciļņus, kas iestrēga vienā vīrusa pusē. Citiem vārdiem sakot, ardievas simetrija.
Saskaņā ar pētījumu šie izciļņi veidojas, kad jauns vīruss pumpurējas no cita vīrusa saimniekorganisma šūnā. Tā kā jaunā vīrusa ārējā membrāna olbaltumvielas skrambās, lai aizvērtu atveri, tie veido formu, kas nav tik ideāla kā citas vīrusa virsmas šķautnes, sacīja pētījuma līdzautors Ričards Kuhns, arī Purdue Bioloģiskās katedras profesors. Zinātnes.
"Šīs budding daļiņas kakls kļūst ļoti šaurs, kad tas tiek izspiests, un apkārtējais apvalks sāk sist viens otru," teikts Kuhna paziņojumā. "Mēs domājam, ka viņi, iespējams, neuztver vajadzīgo olbaltumvielu skaitu, lai izveidotu ikozaedru, un rezultāts ir daļiņa, kurai vienā pusē ir kropļojums."
Zinātnieki arī atklāja, ka nenobriedušiem vīrusiem bija neregulāri novietoti nukleokapsīdi vai kodolu struktūras. Jauniem vīrusiem kodols atradās tuvāk ārējā apvalka vienai pusei, lai gan līdz vīrusa nogatavošanās brīdim tas pārvietojās uz centru, rakstīja pētnieki pētījumā.
Šie jaunatklātie pārkāpumi, iespējams, piedāvā ieskatu jauno vīrusu savākšanās laikā, kad tie aug inficētā šūnā, un šo īpašību atklāšana un to darbība varētu pētniekiem piedāvāt jaunus mērķus pretvīrusu terapijai, sacīja Rossmans.
"Jebkurš pretvīrusu līdzeklis iedarbojas uz normālu vīrusa dzīves cikla gaitu - viens no traucējumiem ir apturēt sākotnējo vīrusa montāžu," viņš sacīja.
