Минулого тижня вчені довели, що електрони круглі - відкриття, яке кинуло фізиків у хвостик. Тепер інші вчені можуть бути з такою ж побоюванням почути, що проти іншої сумнівно круглої теми - сферичних вірусів - навпаки. Виявляється, що вони не такі круглі, як всі думали, з'ясовує нове дослідження.
Відкидаючи почуття розчарованих любителів сфери, результати можуть зіграти важливу роль у галузі вірусології: вони можуть впливати на те, як вивчаються віруси, і можуть впливати на стратегії, що застосовуються для лікування вірусних захворювань, згідно з дослідженням.
Певні типи вірусів - ікосаедричні або 20-сторонні. Починаючи з 1950-х років, ці віруси розглядалися як симетричні сфери, з 20 трикутними гранями, однаково концентрично розподіленими по їх поверхні.
Давно прийнята геометрія цих вірусів формувалася в розумінні вченими способів реплікації білків, що припускало, що віруси будуються з безлічі однакових копій однакової білкової структури, заявив співавтор дослідження Майкл Россманн, професор кафедри біологічного спрямування Наук в Університеті Пердю в Індіані. Усі ці однакові копії, таким чином, зібралися б у формі симетричної форми.
Дійсно, дослідження сферичних вірусів під мікроскопом з 1950-х років посилило уявлення про їх симетричність. Однак виявилося, що вчені не бачили всієї картини.
Отже, це стало великим сюрпризом, коли Россман та його колеги виявили, що флавівіруси - рід, який включає Зіку та денгу - були асиметричними, пояснив він.
"Оскільки протягом багатьох десятиліть усі дослідження вірусів припускали симетрію, ми не дивилися на віруси з достатньою обережністю. Ми робили припущення, які обходили ці зміни", - сказав Росманн Live Science.
Пухнаста поверхня
У новому дослідженні, опублікованому в Інтернеті 22 жовтня в журналі Proceedings of the National Academy of Sciences, Россман та його колеги використовували кріоелектронну мікроскопію або cryo-EM для створення 3D-моделей флавівірусу з високою роздільною здатністю. Охолоджуючи зразки до екстремальних температур, кріо-ЕМ розкриває деталі вірусів на атомному рівні.
Оскільки сферичні віруси вважалися ідеальними сферами, цей підхід, як правило, було доопрацьовано методом обробки, відомим як вимога симетрії, що створило симетричну модель з даних, повідомили вчені.
Для нового дослідження дослідники опустили цей останній крок. Вони дивилися на незрілі та зрілі віруси Куньцзіна (підтип вірусу Західного Нілу), і в обох формах виявили шишки, що стирчали з одного боку вірусу. Іншими словами, до побачення симетрія.
Ці удари формуються, коли молодий вірус витікає з іншого вірусу всередині клітини-господаря, згідно з дослідженням. Оскільки білки в зовнішній мембрані нового вірусу намагаються закрити отвір, вони утворюють форму, не настільки досконалу, як інші грані на поверхні вірусу, - сказав співавтор дослідження Річард Кун, також професор кафедри біологічного факультету Пердю Наук.
"Шийка цієї брунькуючої частинки стає дуже вузькою, коли вона віджимається, а навколишня оболонка починає вражати одна одну", - йдеться в повідомленні Куна. "Ми думаємо, що вони можуть не захопити потрібну кількість білків, щоб зробити ікосаедр. Результатом цього є частинка, яка має спотворення з одного боку".
Вчені також виявили, що незрілі віруси мають неправильно розташовані нуклеокапсиди, або основні структури. У молодих вірусів ядро лежало ближче до однієї сторони зовнішньої оболонки, хоча до моменту дозрівання вірусу воно переставилося до центру, написали дослідники.
Ці нові виявлені нерегулярності, ймовірно, пропонують зрозуміти, як нові віруси збираються, коли вони ростуть в інфікованій клітині, і виявлення цих особливостей і як вони працюють можуть запропонувати дослідникам нові цілі щодо противірусного лікування, сказав Россман.
"Будь-які антивірусні засоби впливають на нормальний хід життєвого циклу вірусу - один із способів втручання в нього - зупинити початкову збірку вірусу", - сказав він.
