Minggu lalu, saintis membuktikan bahawa elektron adalah bulat - penemuan yang melemparkan ahli fizik ke dalam ekor ekor. Sekarang, saintis lain mungkin sama-sama kecewa mendengar bahawa sebaliknya adalah benar mengenai subjek lain yang diperdebatkan: virus sfera. Ternyata bahawa mereka tidak sepertimana yang difikirkan semua orang, satu kajian baru mendapati.
Mengetepikan perasaan pencinta sfera yang kecewa, penemuan ini boleh memainkan peranan penting dalam bidang virologi: Mereka boleh mempengaruhi bagaimana virus dikaji dan boleh memberi kesan kepada strategi yang digunakan untuk merawat penyakit virus, menurut kajian itu.
Sesetengah jenis virus adalah icosahedral, atau 20 sisi. Sejak tahun 1950-an, virus ini dilihat sebagai sfera simetri, dengan 20 aspek segitiga sama rata diagihkan ke permukaannya.
Geometri jangka panjang virus ini dibentuk oleh pemahaman saintifik mengenai bagaimana protein mengulangi, yang mencadangkan bahawa virus dibina dari banyak salinan serupa struktur protein yang sama, kata penyelidik penulis kajian Michael Rossmann, seorang profesor di Jabatan Biologi Sains di Purdue University di Indiana. Oleh itu, semua salinan serupa akan datang untuk membentuk bentuk simetris.
Sesungguhnya, pemeriksaan virus sfera di bawah mikroskop sejak tahun 1950-an mengukuhkan tanggapan simetri mereka. Walau bagaimanapun, ternyata para saintis tidak melihat gambaran keseluruhannya.
Jadi, ia menjadi satu kejutan besar ketika Rossmann dan rakannya mendapati bahawa flaviviruses - genus yang termasuk Zika dan dengue - tidak simetris, jelasnya.
"Kerana selama beberapa dekad semua kajian virus telah menganggap simetri, kami tidak melihat virus dengan penjagaan yang mencukupi. Kami membuat andaian yang mengatasi variasi ini," kata Rossmann kepada Live Science.
Permukaan yang bergelora
Dalam kajian baru yang diterbitkan pada 22 Oktober di dalam akhbar Proceedings of the National Academy of Sciences, Rossmann dan rakan-rakannya menggunakan mikroskopi cryo-elektron, atau cryo-EM, untuk menghasilkan model 3D resolusi tinggi flavivirus. Dengan menyejukkan spesimen ke suhu yang melampau, cryo-EM mendedahkan butiran virus di peringkat atom.
Oleh kerana virus sfera dianggap sfera yang sempurna, pendekatan ini biasanya dimuktamadkan dengan teknik pemprosesan yang dikenali sebagai keperluan simetri, yang mencipta model simetri dari data, kata para saintis.
Untuk kajian baru, para penyelidik menafikan bahawa langkah terakhir. Mereka melihat virus Kunjin yang tidak matang dan matang (subtipe virus West Nile), dan dalam kedua-dua bentuk mereka mendapati benjolan yang terperangkap di satu pihak virus. Dalam erti kata lain, selamat tinggal simetri.
Gumpalan-gumpalan ini terbentuk apabila virus muda muda dari virus lain di dalam sel tuan rumah, menurut kajian itu. Sebagai protein pada pergerakan membran luar luar virus baru untuk menutup pembukaan, mereka membentuk bentuk yang tidak sepadan dengan aspek lain pada permukaan virus, kata penyelidik bersama Richard Kuhn, juga seorang profesor dengan Jabatan Biologi Purdue Sains.
"Leher zarah tunas ini menjadi sangat sempit kerana ia terpesona, dan sekeliling cangkang mula memukul satu sama lain," kata Kuhn dalam satu kenyataan. "Kami fikir mereka mungkin tidak meraih bilangan protein yang betul untuk membuat icosahedron, dan hasilnya adalah zarah yang mempunyai penyelewengan di satu pihak."
Para saintis juga mendapati bahawa virus yang tidak matang mempunyai nukleocapsid yang tidak teratur, atau struktur inti. Dalam virus muda, inti terletak berhampiran dengan satu sisi kulit luaran, walaupun ia diposisi semula ke pusat pada masa virus semakin matang, para penyelidik menulis dalam kajian itu.
Penyelewengan baru ini mungkin memberi gambaran mengenai bagaimana virus baru berkumpul sebagai mereka tumbuh di dalam sel yang dijangkiti, dan mengungkap ciri-ciri ini dan bagaimana mereka berfungsi boleh menawarkan penyelidik sasaran baru untuk rawatan antiviral, kata Rossmann.
"Mana-mana antivirus berfungsi dengan mengganggu perjalanan normal kitaran hayat virus - satu cara mengganggunya adalah menghentikan perhimpunan awal virus," katanya.
