Prošli tjedan znanstvenici su dokazali da su elektroni okrugli - otkriće koje je fizike bacilo u repni zamah. Sada bi se mogli jednako sramiti i drugi znanstvenici kad čuju da je suprotno u vezi s drugim upitnim krugnim temom: sfernim virusima. Ispada da novo istraživanje nije tako okruglo kao što su svi mislili.
Otkrivajući osjećaje razočaranih ljubitelja sfere, nalazi bi mogli igrati važnu ulogu na području virologije: mogli bi utjecati na proučavanje virusa i mogu utjecati na strategije korištene za liječenje virusnih bolesti, prema studiji.
Određene vrste virusa su ikosaedrični ili 20-sided. Od 1950-ih ovi su se virusi smatrali simetričnim sferama s 20 trokutastih lica koje su koncentrično raspoređene po njihovim površinama.
Dugo pretpostavljena geometrija ovih virusa oblikovana je razumijevanjem znanstvenika kako se repliciraju proteini, što je sugeriralo da su virusi izgrađeni od mnogih identičnih kopija iste strukture proteina, rekao je suautor studije Michael Rossmann, profesor na Odjelu za biološku Znanosti na sveučilištu Purdue u Indiani. Svi bi se ti identični primjerci stvorili simetrični oblik.
Doista, ispitivanje sfernih virusa pod mikroskopom od 1950-ih pojačalo je pojam njihove simetrije. Pokazalo se, međutim, da znanstvenici nisu vidjeli cijelu sliku.
Stoga je to bilo veliko iznenađenje kad su Rossmann i njegovi kolege otkrili da su flavivirusi - rod koji uključuje Zika i dengu - bili asimetrični, objasnio je.
"Budući da su tijekom mnogih desetljeća sva istraživanja virusa imala simetriju, na viruse nismo gledali dovoljno pažljivo. Izrađivali smo pretpostavke koje bi nadjačale te varijacije", rekao je Rossmann za Live Science.
Kožnata površina
U novoj studiji, objavljenoj na mreži 22. listopada u časopisu Proceedings of the National Academy of Sciences, Rossmann i njegovi kolege koristili su krio-elektronsku mikroskopiju ili krio-EM za generiranje 3D modela flavivirusa visoke rezolucije. Hlađenjem uzoraka do ekstremnih temperatura, cryo-EM otkriva detalje virusa na atomskoj razini.
Budući da su sferni virusi smatrani savršenim sferama, ovaj je pristup obično dovršen tehnikom obrade poznatom kao zahtjev simetrije, koja je iz podataka stvorila simetrični model.
Za novu studiju, istraživači su izoštili taj posljednji korak. Gledali su nezrele i zrele Kunjine viruse (podvrsta virusa Zapadnog Nila), a u oba su oblika otkrili izbočine koji su se zaglavili na jednoj strani virusa. Drugim riječima, zbogom simetrija.
Ovi udarci nastaju u obliku kada mladi virus pupa iz drugog virusa unutar stanice domaćina, navodi se u studiji. Kako se bjelančevine u vanjskoj membrani novog virusa mogu zatvoriti otvori, oni formiraju oblik koji nije savršen kao ostali oblici na površini virusa, rekao je koautor studije Richard Kuhn, također profesor sa Purdueova Odjela za biološku zaštitu znanosti.
"Vrat ove čestice pupoljka postaje vrlo sužen kako se strši, a okolna školjka počinje udarati jedna o drugu", rekao je Kuhn u izjavi. "Mislimo da možda neće zgrabiti pravi broj proteina kako bi napravili ikozaedar, a rezultat je čestica koja ima distorziju na jednoj strani."
Znanstvenici su također otkrili da nezreli virusi imaju nepravilno postavljene nukleokapside ili jezgrene strukture. U mladih virusa jezgra se nalazila bliže jednoj strani vanjske ljuske, premda se do vremena sazrijevanja virusa postavila u središte, napisali su istraživači u studiji.
Te novootkrivene nepravilnosti vjerojatno nude uvid u to kako se novi virusi okupljaju dok rastu u zaraženoj stanici, a otkrivanje tih značajki i način na koji djeluju mogli bi pružiti istraživačima nove mete za antivirusno liječenje, rekao je Rossmann.
"Svako antivirusno djelovanje ometa normalan tijek životnog ciklusa virusa - jedan od načina uplitanja je zaustavljanje početnog skupljanja virusa", rekao je.
