Миналата седмица учените доказаха, че електроните са кръгли - откритие, което хвърли физиците в опашката. Сега, други учени може би са еднакво обезпокоени да чуят, че обратното е вярно за друга съмнително кръгла тема: сферични вируси. Оказва се, че те не са толкова кръгли, както всички мислеха, открива ново проучване.
Като оставим настрана чувствата на разочарованите любители на сферата, откритията биха могли да играят важна роля в областта на вирусологията: Те биха могли да повлияят на това как се изучават вирусите и могат да повлияят на стратегиите, използвани за лечение на вирусни заболявания, според проучването.
Някои видове вируси са икозаедрични или 20-странични. От 50-те години на миналия век тези вируси се разглеждат като симетрични сфери, с 20 триъгълни фасета, равномерно разпределени концентрично върху повърхностите им.
Дългогодишната геометрия на тези вируси е оформена от разбирането на учените за това как протеините се репликират, което предполага, че вирусите са изградени от много идентични копия на една и съща протеинова структура, заяви съавторът на изследването Майкъл Росман, професор в катедрата по биологичен Науки в университета Пърдю в Индиана. Всички тези еднакви копия следователно биха се събрали и образуват симетрична форма.
Всъщност изследването на сферични вируси под микроскоп от 50-те години на миналия век затвърди представата за тяхната симетрия. Оказа се обаче, че учените не виждат цялата картина.
И така, това стана като голяма изненада, когато Росман и неговите колеги откриха, че флавивирусите - род, който включва Зика и денга - са асиметрични, обясни той.
"Тъй като в продължение на много десетилетия всички проучвания на вируси са приели симетрия, ние не сме гледали на вирусите достатъчно внимателно. Правихме предположения, които отменят тези вариации", заяви Росман пред Live Science.
Неравна повърхност
В новото проучване, публикувано онлайн на 22 октомври в списанието Proceedings of the National Academy of Sciences, Росман и неговите колеги използват криоелектронна микроскопия или cryo-EM, за да генерират 3D модели с флавивирус с висока разделителна способност. Охлаждайки пробите до екстремни температури, крио-ЕМ разкрива подробности за вируси на атомно ниво.
Тъй като сферичните вируси се смятаха за перфектни сфери, този подход обикновено се финализира с техника на обработка, известна като изискване на симетрия, която създаде симетричен модел от данните, съобщават учените.
За новото проучване изследователите пропуснаха тази последна стъпка. Те погледнаха незрели и зрели кунински вируси (подтип на вируса на Западен Нил) и в двете форми откриха неравности, които се забиха от едната страна на вируса. С други думи, сбогом симетрия.
Тези неравности се оформят, когато млад вирус излезе от друг вирус вътре в клетка гостоприемник, според проучването. Тъй като протеините във външната мембрана на новия вирус се затрудняват, за да затворят отвора, те образуват форма, която не е толкова перфектна, колкото другите фасети на повърхността на вируса, заяви съавторът на изследването Ричард Кун, също професор от катедрата по биологично развитие на Пърдю науките.
"Вратът на тази пъпчива частица става много тесен, тъй като се прищипва, а заобикалящата обвивка започва да се удря една в друга", казва Кун в изявление. "Смятаме, че те може да не вземат точния брой протеини, за да направят икозаедър, а резултатът е частица, която има изкривяване от едната страна."
Учените откриха също, че незрелите вируси имат неправилно разположени нуклеокапсиди или основни структури. При младите вируси ядрото лежи по-близо до едната страна на външната обвивка, въпреки че се пренасочва към центъра към момента, в който вирусът узрява, пишат изследователите в проучването.
Тези открити нередности вероятно предлагат вникване в това как новите вируси се сглобяват, докато растат в заразена клетка, и разкриването на тези характеристики и как работят могат да предложат на изследователите нови цели за антивирусни лечения, каза Росман.
„Всяко антивирусно действие, като се намесва в нормалния ход на жизнения цикъл на вируса - един от начините да се намеси в него е да се спре първоначалното сглобяване на вируса“, каза той.
