Menyoroti teknik cryo-electron tingkat lanjut – ScienceDaily

Menyoroti teknik cryo-electron tingkat lanjut – ScienceDaily

[ad_1]

Para peneliti dapat menangkap gambar virus campak saat mereka muncul dari sel yang terinfeksi, menggunakan teknik cryo-electron tomography yang canggih. Gambar-gambar baru ini akan membantu pemahaman yang lebih baik tentang campak dan virus terkait, dan dapat memberikan petunjuk tentang strategi obat antivirus yang mungkin berhasil di berbagai virus jenis ini.

Hasilnya dipublikasikan Senin, 30 April di Komunikasi Alam.

Ilmuwan yang dipimpin oleh Elizabeth Wright, PhD, dan Zunlong Ke, PhD, mengatakan bahwa mereka dapat melihat protein matriks internal yang bertindak sebagai perancah, dengan materi genetik yang terbungkus terlihat seperti “ular” di dekat membran virus.

Vaksin yang efektif tersedia untuk melawan virus campak, patogen virus yang sangat menular. Namun masih banyak hal tentang virus yang tidak dipahami para ilmuwan, kata Ke. Selain itu, pemahaman tentang organisasi internal virus campak dapat memandu studi tentang virus terkait, seperti parainfluenza dan virus pernapasan syncytial (RSV), penyebab umum penyakit saluran pernapasan, dan virus Nipah, yang menjadi inspirasi film Contagion.

Wright adalah profesor pediatri di Sekolah Kedokteran Universitas Emory dan Perawatan Kesehatan Anak Atlanta, direktur Inti Mikroskopi Elektron Terpadu Robert P. Apkarian, dan Penyelidik Khusus Aliansi Riset Georgia. Ke adalah mantan mahasiswa pascasarjana Georgia Tech yang memulai posisi postdoctoral musim panas ini di MRC Laboratory of Molecular Biology di Cambridge, Inggris. Staf ilmuwan Ke dan Emory, Joshua Strauss, PhD adalah penulis pertama makalah ini.

Wright, Ke, dan rekan memutuskan untuk memeriksa sel yang terinfeksi virus secara langsung beberapa tahun lalu, setelah bekerja dengan virus yang dimurnikan untuk waktu yang lama. Tim tersebut bekerja sama dengan Richard Plemper, PhD, yang mengkhususkan diri pada virus campak dan kini berada di Georgia State University. Keluarga virus yang termasuk campak, paramyxovirus, sulit untuk ditangani, karena titernya yang rendah, ketidakstabilan dan heterogenitasnya, kata Wright.

Untuk studi struktural, peneliti biasanya memusatkan dan memurnikan virus dengan melakukan sentrifugasi melalui larutan kental. Tapi ini rumit untuk virus campak dan virus selubung lainnya seperti RSV. Ke menyamakan virus yang dimurnikan dengan seember balon air dengan berbagai ukuran, yang licin dan mudah meledak, membuat upaya untuk memvisualisasikannya membuat frustrasi.

“Sebaliknya, kami menumbuhkan dan menginfeksi sel secara langsung pada kisi yang kami gunakan untuk mikroskop, dan dengan cepat membekukannya, tepat pada tahap saat mereka membentuk virus baru,” kata Ke.

Peningkatan dalam teknologi, seperti detektor elektron langsung dan perangkat lunak yang mengoreksi gerakan yang diinduksi berkas dalam sampel beku, memungkinkan untuk mencapai struktur cryo-EM dengan resolusi lebih tinggi. Cryo-electron tomography (cryo-ET), ideal untuk mempelajari virus yang datang dalam berbagai bentuk dan ukuran, menggunakan mikroskop elektron untuk mendapatkan serangkaian gambar 2D dari virus karena pemegang sampel dimiringkan ke beberapa sudut sepanjang satu sumbu. Gambar dan informasi sudut kemudian digunakan untuk menghitung volume 3D virus, seperti CT scan medis, kata Wright.

“Kami tidak akan pernah melihat tingkat detail seperti ini dengan virus yang dimurnikan, karena proses pemurnian mengganggu dan merusak partikel virus yang sensitif,” katanya. “Dengan pendekatan tomografi sel utuh, kami dapat mengumpulkan data tentang ratusan virus selama tahap perakitan dan saat dilepaskan. Hal ini memungkinkan kami untuk menangkap seluruh spektrum struktur di sepanjang jalur perakitan virus.”

Misalnya, para ilmuwan sekarang dapat melihat organisasi glikoprotein di permukaan membran virus. Pekerjaan sebelumnya menunjukkan dua glikoprotein hadir di membran, tetapi mereka adalah “hutan pohon”, di mana tidak ada detail yang cukup untuk mengidentifikasi masing-masing.

Dalam studi ini, tim berhasil menyelesaikan dua glikoprotein dan menentukan bahwa salah satunya, protein fusi (F), diatur ke dalam kisi yang terdefinisi dengan baik yang didukung oleh interaksi dengan protein matriks. Selain itu, mereka dapat melihat “susunan paracrystalline” dari matriks protein, yang disebut M, di bawah membran. Array itu belum pernah terlihat pada sel yang terinfeksi virus campak atau partikel virus campak sebelumnya, kata Wright. Di bawah mikroskop, susunan ini terlihat seperti pelat kisi Lego, tempat sisa virus dibuat dan dipesan.

Struktur 3D baru juga membantah model perakitan virus sebelumnya, yang memiliki materi genetik RNP (ribonukleoprotein) sebagai inti, dan protein M yang membentuk lapisan di sekitarnya.

Para ilmuwan masih mencari tahu apa yang membuat virus campak memiliki bentuk bulat sementara RSV lebih berserabut. Ke berpikir peran perancah M serupa untuk virus terkait, meskipun saat virus berkumpul, protein struktural individu dapat berkoordinasi secara unik untuk menghasilkan partikel virus dengan bentuk berbeda yang lebih mendukung siklus replikasi mereka.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Data HK

Author Image
adminProzen