المجهرية صورة مفتوحة Tupanvirus الجسيمات ، وهو نوع من الفيروسات العملاقة (الائتمان: الأم مختبر في جامعة ولاية ميشيغان)
عملاق الفيروسات التي تقيس حوالي 10 أضعاف حجم نموذجي فيروس البرد, اختراق الخلايا حقن الحمض النووي من خلال بوابة خاصة المعروفة باسم “بوابة النجوم” الآن مفصلة صور جديدة كشفت ظروف ما يدفع هذه البوابة إلى فتح وقيادة الفيروسات لتصيب.
الفيروسات العملاقة أو غير ذلك ، تفتقر إلى المعدات اللازمة لجعل نسخ من الحمض النووي ؛ الميكروبات هي في الأساس مجرد لفائف من المادة الوراثية مدسوس داخل مغلف يسمى capsid. من أجل البقاء على قيد الحياة, الفيروسات يجب أن التسلل داخل الخلية المضيفة ، خطف الآلات داخل مجموعة ما يسمى الفيروسية مصنع لإنتاج فيروسات جديدة. عملاق الفيروسات بوابة خاصة لهذه الوظيفة: البوابة.
على شكل مفلطحة نجم البحر مع خمسة الساقين, بوابة النجوم تقع على سطح الفيروس لا تزال مختومة خلال دورة حياتها. ولكن مرة واحدة داخل الخلية المضيفة ، كل ساق من بوابة النجوم “unzips” ، مما يسمح الفيروسية المادة الوراثية أن تنزلق من خلال ثقب أدى كبار المؤلف كريستين الوالدين ، وهو أستاذ مشارك في الكيمياء الحيوية والبيولوجيا الجزيئية في جامعة ولاية ميشيغان. الدراسة الجديدة التي نشرت في 8 أيار / مايو في مجلة الخلية يدل على أن البوابة تفتح ردا على حمضية مالحة ، وارتفاع درجة الحرارة والظروف البيئية.
ذات صلة: الذهاب الفيروسية: 6 النتائج الجديدة عن الفيروسات
عندما البوابة يفتح البروتينات الأخرى التسلل جنبا إلى جنب مع الحمض النووي الفيروسي, الوالدين قال لايف العلوم. “يمكننا تحديد [البروتينات] فعلا الخروج من capsid خلال افتتاح الحدث,” قالت. الأم لها خطة فريق التحقيق في كيفية هذه البروتينات العمل وما الأدوار التي تلعب في العملاق عدوى الفيروس ، من أجل فهم أفضل لهذه ضخمة وغامضة الميكروبات.
كبيرة وغامضة
اكتشف العلماء الفيروسات العملاقة نسبيا في الآونة الأخيرة ؛ الدراسة الأولى واصفا إياها نشرت في عام 2003 ، مجلة العلوم ذكرت.
في هذا التقرير الهائل من الميكروبات المعزولة من عينات المياه التي تم جمعها في 1990s في وقت مبكر ، قبل العلماء يمكن أن تدرس عن كثب الفيروسات’ الشفرة الوراثية من الوالدين قال. في وقت جمع الباحثون من المفترض أن الميكروبات يجب أن تكون البكتيريا ، ويرجع ذلك إلى كبيرة الحجم. الفيروسات العملاقة قياس أكثر من 0.00001 بوصة (300 نانومتر) في القطر ، أو حوالي 10 مرات أكبر من متوسط فيروسات الانف ، والتي يمكن أن تسبب نزلات البرد ، وفقا للبيان.
مخطئا كبيرة من البكتيريا, الفيروسات العملاقة كانت أساسا “اكتشفت قبل عشر سنوات [العلماء] يعلم ما كانوا يبحثون في” الأصل: قال. مرة واحدة أصبحت التكنولوجيا المتاحة والباحثين حفر العينات وجد أن الميكروبات تفتقر إلى الحمض النووي الريبي الريباسي — مفتاح الجزيء الذي يسمح البكتيريا لبناء الخاصة البروتينات والتي الفيروسات لا تستطيع أن تفعل من تلقاء نفسها.
منذ الاكتشاف الأولي, عملاق الفيروسات قد تعافى من ذوبان الجليد الدائم في سيبيريا أعماق المحيط القطبي الجنوبي و الصودا القلوية العالية والبحيرات ، وكذلك أقل بيئات غريبة ، وقال شانتال Abergel ، مدير الأبحاث في هيكلية المعلومات الجينية في مختبر المركز الوطني الفرنسي للأبحاث العلمية الذي لم يشارك في الدراسة. الفيروسات في الغالب وجدت أن تصيب الأميبا النباتية ، ولكن الدراسات المختبرية تشير إلى أنها يمكن أيضا أن تصيب الخلايا الحيوانية ، بما في ذلك القوارض و الخلايا البشرية. ومع ذلك “لا صلة مباشرة بين GVs الإنسان من المرض وقد تم حتى الآن إنشاء” المؤلفون.
ذات صلة: 12 أخطر الفيروسات على الأرض
“يمكنك العثور عليها في كل أنواع البيئات” Abergel قال. على الأرجح, الفيروسات ذهب التغاضي عنها لعقود لأن العلماء تصفية جزيئات كبيرة من عينات المياه عند البحث عن أصغر الفيروسات ، Abergel المضافة. و إلى جانب كونها كبيرة, عملاق الفيروسات تباهى العديد من الميزات الفريدة التي تميزها عن غيرها من أصغر الفيروسات رأيت من قبل ، أضافت.
على سبيل المثال, الأم و لها المؤلفون المشاركون درس العديد من الفيروسات العملاقة التي تبدو وكأنها 20-جانب الزهر ، بما في ذلك mimivirus, القارة القطبية الجنوبية الفيروس سامبا الفيروس Tupanvirus. الهيكل الخارجي قذائف من هذه الفيروسات “معقدة جدا ، كما لم ترها من قبل في virosphere,” Jônatas Abrahão ، وهو أستاذ مشارك في علم الفيروسات في الجامعة الاتحادية دي ميناس جيرايس في البرازيل ، قال الحية العلوم في رسالة بريد إلكتروني. ستارغيت العثور على أسطح هذه الفيروسات وخاصة تبهر العلماء “بسبب جمالها و التماثل” و حقيقة أنه لا يوجد أصغر الفيروسات تحتوي على مثل هذا الهيكل ، قال Abrahão, الذي لم يشارك في الدراسة.
لكن حتى الآن “كيفية فتح البوابة كان لغزا,” وأضاف.
فتح البوابة
قبل البوابة يفتح, عملاق الفيروسات الحصول على “استحوذت من قبل خلايا” في عملية تسمى البلعمة, وقال والد. في حين صغيرة الفيروسات مثل الأنفلونزا فتيل الدهنية الغشاء مع أن الخلية هم يصيبون, عملاق الفيروسات تدخل الخلايا قبل أن ابتلع كله, من الصعب الغلاف الخارجي و كل شيء.
مرة واحدة في الداخل ، للفيروسات العملاقة فتح بوابات النجوم الإصدار المعدية “البذور” Abergel قال. “هذا هو كامل هيكل التي يتم تحميلها من البلازميد” أو دائرية حلقة من الحمض النووي الفيروسي, في السيتوبلازم أو محلول الماء من البروتينات والأملاح التي تحيط العضيات في الخلايا حقيقية النواة. هذه العملية jumpstarts العدوى ، قالت.
في الدراسات السابقة ، والباحثين القبض على قصاصات من هذه العملية من خلال قطع الخلايا المصابة إلى أقسام رقيقة ودراسة ما يمكن العثور عليها داخل الوالدين قال. ولكن شخص ما لم يحدث للقبض على أنه “واحد في المليون” لقطة من البوابة افتتاح شريحة واطلاق النار الأسلوب يجعل من الصعب تمييز مرحلة العدوى من القادم, وأضاف.
للتغلب على هذه العقبة, الأم و جيسون Schrad ، وهو طالب دراسات عليا في مختبر وضعت استراتيجية لتحريك العملاقة عدوى الفيروس خارج الخلية و صورة كل خطوة من العملية.
بعد عزل الفيروسات الفريق تعرض كل عينة مختلفة الكيميائية والبيئية العلاجات في محاولة لمحاكاة الظروف التي قد تؤدي العدوى داخل الفعلي الخلية. على سبيل المثال, بعد أن استحوذت من قبل خلية الفيروسات الجلوس في الغشاء لا بد فقاعة يسمى فجوة الذي يميل إلى أن يكون جدا الحمضية (pH منخفض). الفريق ثم توضع المعالجة الفيروسات تحت البرد الإلكترون المجهري (م) المجهر الذي ينقل أشعة الجسيمات المشحونة سلبا من خلال العينة لالتقاط الذرية الاستبانة. كما أنها تفحص عينات المجهر تأخذ صورا تفصيلية الفيروسية السطح.
وجد الفريق أن ثلاثة شروط موثوق تسبب البوابة إلى فك الضغط: انخفاض الرقم الهيدروجيني ، وارتفاع تركيزات الملح وارتفاع درجات الحرارة تصل إلى 212 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية).
pH منخفضة أو عالية من الملح في العزلة “تصدع” فتح البوابة ولكن لم تفتح الهيكل تماما ، المؤلفون. بالإضافة إلى الحرارة الشديدة فتح البوابة أكثر, لكن, فإنه من غير المرجح أن الغليان درجات الحرارة يمكن أن تكون وجدت في الخلية الأم قال. على الأرجح, ارتفاع درجة الحرارة يحاكي آثار شيء آخر أن يحدث “في سياق مجموعة” مثل وجود انزيم معين, قالت.
ذات صلة: الرائعة microphotography: 50 صغيرة عجائب
في ظل العديد من الظروف, عملاق الفيروسات مقاومة فتح بوابات النجوم “ومع ذلك ، بمجرد أن يكون لديك المفتاح المناسب, أنها تفتح بشكل جيد جدا ،” مشابهة صعبة البذور كسر فتح ردا على الماء ، Abergel قال. في السابق العمل في المختبر ، Abergel وتوقع أن درجة الحموضة منخفضة وارتفاع تركيزات الملح قد يسبب البوابة مفتوحة. “انها جيدة جدا أن نرى نموذج أثبتت تجريبيا” ، قالت الخلية الدراسة.
لا يزال أكثر أسرار حل
بعد الاقناع البوابة لفتح ، ذهب فريق إلى دراسة ما بروتينات خرجت من الفيروسات جنبا إلى جنب مع المواد الجينية. مع التركيز على سامبا الفيروس Tupanvirus, على وجه التحديد, أنها تستخدم تقنية تسمى الكتلي أن نستنتج بنية البروتينات المختلفة.
“شكل البروتينات الفيروسية و الطريقة التي يعملون تميل إلى أن تكون محفوظة في جميع أنحاء جدا بعيدة الصلة [الفيروسات]” الأصل: قال. في الدراسات المستقبلية ، والكتاب تهدف إلى تحديد كيفية هذه عملاق الفيروسات تعمل البروتينات جزئيا “[أقطع] حتى تسلسل البروتين إلى قطع صغيرة” و مقارنة بنية إلى أخرى البروتينات المعروفة.
“البروتينات صدر خلال [العملاقة فيروس] uncoating المرجح ذات الصلة إلى الخطوات الأولية من العدوى ، بما في ذلك اغلاق المضيف الاستجابة الفيروسية مصنع الجمعية” Abrahão قال. “ومع ذلك, العديد من البروتينات الفيروسية صدر من capsid غير معروفة ووظائفها لا تزال إلى التحقيق.”
20-جانب الفيروسات المدرجة في الدراسة تمثل فقط فئة واحدة من عملاق الفيروسات ولكن نفس الأساليب البحثية يمكن أن تستخدم في دراسة العديد من الأنواع الأخرى ، “مع الجينوم والجسيمات أبدا وصفها من قبل” Abrahão قال. عملاق الفيروسات تحتوي على الجينات والبروتينات التي “لا تشبه أي شيء في العالم الخلوي” أو حتى الفيروسات الأخرى ، Abergel المضافة. الدراسات المستقبلية يمكن أن تكشف عن متى وكيف هذه الفيروسات تطورت أولا ولماذا تختلف بشكل كبير من أكثر أشكال مألوفة من الحياة.
6 الجراثيم إلى احترس من 5 طرق بكتيريا الأمعاء تؤثر على صحتك الوراثة من خلال الأرقام: 10 محيرة حكايات
نشرت في الأصل على العيش العلم.
