https://bodybydarwin.com
Slider Image

Efter 10 års arbejde afslører forskere et detaljeret 3D-kort over virus, der forårsager forkølelse

2021

Efter mere end et årti med arbejde har forskere afsluttet et 3-D atomisk skalakort over en virus, der forårsager forkølelse. Det er den største virus, der nogensinde er kortlagt. Kortet kunne hjælpe forskere med at genudvikle virussen til genterapi samt til at skabe mulige behandlinger af kræft og andre lidelser. Robotsystemer, en avanceret røntgenbillede og mange års tålmodighed gjorde det muligt.

Den humane adenovirusfamilie, der er ansvarlig for en række lidelser, der spænder fra forkølelse til mave-tarmsygdomme, er ret god til at gøre os syge, fordi adenovirus kan inficere mange typer celler. I adskillige år har forskere forsøgt at bruge adenovirus som en vektor til at transportere terapeutiske gener ind i celler, mest til behandling af kræft og hjerte-kar-sygdomme. At forstå dens struktur, herunder hvordan den adskilles, når den kommer ind i en celle, kan hjælpe forskere med at designe bedre vektorer.

Den nye struktur oplyser den ene viruss svageste bånd såvel som dens strukturelle styrker, ifølge Glen Nemerow, en forskerprofessor ved Scripps Research Institute og medforfatter til et papir om virussen, der skal offentliggøres denne uge i tidsskriftet Science .

Det er ikke den første virus, der har sin struktur kortlagt med røntgenkrystallografi; forskere har gjort det i nogen tid nu. Men det er den største, der indeholder ca. 1 million aminosyrer, der er dobbelt så stor som den næste største virus, der nogensinde er undersøgt på denne måde. Dets størrelse og unikke design præsenterede en særlig udfordring, siger forskerne. Nemerow og medforfatter Vijay Reddy startede deres arbejde i 1998.

I røntgenkrystallografi forvandler forskere store mængder af et protein eller virus til krystalform og placerer det foran en røntgenstråle. Atomerne i krystallen diffraherer røntgenlyset, og diffraktionsmønsteret giver forskere mulighed for at rekonstruere arrangementet af atomer i krystallen.

Adenoviruset præsenterede imidlertid et problem. Det har spindelfibre, der stikker ud fra atomkoderne som eger, og de forstyrrer krystallisation. Da forskerne lavede en version uden disse spindler, krystalliserede den, men den var ikke stabil. Derefter lavede de en version med virkelig korte spindler, men den krystalliserede form diffraherede ikke røntgenstråler.

De havde brug for en stærkere krystal, men processen med prøve og fejl tager lang tid. De besluttede at indhente hjælp fra et robotsystem, der kan lave meget mindre prøver på 50 nanoliter. Krystaller vokser alligevel hurtigere i små dråber. Robotkrystallisationsprocessen lavede masser af krystaller, men de diffraherede ikke særlig godt. I 2005 installerede imidlertid Argonne National Laboratory en kraftfuld ny røntgenstråle, så forskerne tog deres prøver til Chicago. Krystallerne diffraherede lyset, men de faldt også fra hinanden, hvilket begrænsede den mængde data, de kunne få fra en krystal.

Det tog flere år at opbygge en krystalvirus, der blev bygget til at vare og diffraherede godt. I sidste ende sprang forskerne røntgenstråler fra omkring 100 krystaller, det er 20 millioner brydninger for at komme med deres kort.

Sammen med forbedrede genterapier siger Nemerow, at det muligvis er muligt at bruge denne information til at udvikle anti-adenovirus-medikamenter, såsom forbindelser, der ville forhindre virussen i at adskille sig og derfor fra at inficere celler.

"Som en elektrisk ingeniør, der ønsker at gå ind i et hus og sætte nye ledninger, [en genetisk ingeniør] vil ikke lægge noget, hvor der er en anden vigtig kontakt, siger han." At vide, hvor disse vigtige regioner er i virussen, er afgørende."

Sidste uge inden for tech: Skrev kunstig intelligens dette indlæg?  Måske.

Sidste uge inden for tech: Skrev kunstig intelligens dette indlæg? Måske.

Mange mennesker med blindtarmbetændelse kunne springe operationen over

Mange mennesker med blindtarmbetændelse kunne springe operationen over

Du misbruger sandsynligvis din is.  Sådan stopper du.

Du misbruger sandsynligvis din is. Sådan stopper du.