Oh, Großartig: Anscheinend Sind Elektronen Zu Rund Und Diese Viren Sind Nicht Rund Genug

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Viren sind nicht so kugelförmig wie jeder dachte.

Letzte Woche haben Wissenschaftler bewiesen, dass Elektronen rund sind - eine Entdeckung, bei der sich Physiker in eine Endlosschleuder werfen. Nun können andere Wissenschaftler ebenso bestürzt sein, als sie hören, dass das Gegenteil eines anderen, fragwürdig runden Themas gilt: sphärische Viren. Es stellt sich heraus, dass sie nicht so rund sind, wie alle dachten, eine neue Studie.

Abgesehen von den Gefühlen enttäuschter Sphärenliebhaber, könnten die Ergebnisse eine wichtige Rolle in der Virologie spielen: Sie könnten die Untersuchung von Viren beeinflussen und möglicherweise Strategien zur Behandlung von Viruserkrankungen beeinflussen, so die Studie.

Bestimmte Arten von Viren sind ikosaedrisch oder 20-seitig. Seit den 1950er Jahren wurden diese Viren als symmetrische Sphären betrachtet, wobei 20 dreieckige Facetten konzentrisch über ihre Oberflächen verteilt waren. [Tiny & Nasty: Bilder von Dingen, die uns krank machen]

Die lange angenommene Geometrie dieser Viren wurde durch das Wissen der Wissenschaftler über die Replikation von Proteinen geprägt, was darauf hindeutete, dass Viren aus vielen identischen Kopien derselben Proteinstruktur aufgebaut wurden, sagte der Mitautor der Studie, Michael Rossmann, Professor an der Abteilung für biologische Forschung Wissenschaften an der Purdue University in Indiana. Alle diese identischen Kopien würden sich daher zu einer symmetrischen Form zusammenfügen.

In der Tat verstärkte die Untersuchung sphärischer Viren unter den Mikroskopen seit den fünfziger Jahren den Begriff ihrer Symmetrie. Es stellte sich jedoch heraus, dass die Wissenschaftler nicht das ganze Bild sahen.

Es war also eine große Überraschung, als Rossmann und seine Kollegen entdeckten, dass Flaviviren - eine Gattung, zu der Zika und Dengue gehören - asymmetrisch waren, erklärte er.

"Da alle Virenstudien seit vielen Jahrzehnten Symmetrie voraussetzen, haben wir Viren nicht mit ausreichender Sorgfalt untersucht. Wir haben Annahmen gemacht, die diese Variationen überschrieben haben", sagte Rossmann gegenüber WordsSideKick.com.

Eine holprige Oberfläche

In der neuen Studie, die am 22. Oktober in der Zeitschrift Proceedings der National Academy of Sciences online veröffentlicht wurde, verwendeten Rossmann und seine Kollegen Kryo-Elektronenmikroskopie (Cryo-EM), um hochauflösende 3D-Modelle eines Flavivirus zu erstellen. Durch das Abkühlen der Proben auf extreme Temperaturen enthüllt Cryo-EM Details von Viren auf atomarer Ebene.

Da angenommen wurde, dass sphärische Viren perfekte Sphären sind, wurde dieser Ansatz typischerweise mit einer als Symmetrieanforderung bekannten Verarbeitungstechnik abgeschlossen, die aus den Daten ein symmetrisches Modell schuf, berichteten die Wissenschaftler.

Für die neue Studie haben die Forscher diesen letzten Schritt weggelassen. Sie betrachteten unreife und ausgereifte Kunjin-Viren (einen Subtyp des West-Nil-Virus) und fanden bei beiden Formen Beulen, die auf einer Seite des Virus hafteten. Mit anderen Worten: Auf Wiedersehen, Symmetrie.

Diese Beulen nehmen Form an, wenn ein junger Virus von einem anderen Virus in einer Wirtszelle befallen wird, so die Studie. Während die Proteine ​​in der äußeren Membran des neuen Virus die Öffnung verschließen, bilden sie eine Form, die nicht so perfekt ist wie die anderen Facetten auf der Oberfläche des Virus, sagte der Mitautor der Studie, Richard Kuhn, ebenfalls Professor bei Purdues Abteilung für Biologie Wissenschaften.

"Der Hals dieses Knospenpartikels wird beim Abknicken sehr eng, und die [Proteine], die die Hülle umgeben, fangen an, sich gegenseitig zu treffen", sagte Kuhn in einer Erklärung. "Wir glauben, dass sie möglicherweise nicht die richtige Anzahl von Proteinen für die Herstellung eines Ikosaeders verwenden, und das Ergebnis ist ein Partikel, das auf einer Seite eine Verzerrung aufweist."

Die Wissenschaftler entdeckten auch, dass unreife Viren Nukleocapside oder Kernstrukturen unregelmäßig angeordnet hatten. Bei jungen Viren lag der Kern näher an einer Seite der äußeren Hülle, obwohl er sich zum Zeitpunkt der Reifung des Virus wieder in der Mitte befand, schreiben die Forscher in der Studie.

Diese neu entdeckten Unregelmäßigkeiten geben wahrscheinlich Aufschluss darüber, wie sich neue Viren während des Wachstums in einer infizierten Zelle zusammensetzen, und die Aufdeckung dieser Merkmale und ihre Funktionsweise könnten den Forschern neue Ziele für antivirale Behandlungen bieten, sagte Rossmann.

"Jedes antivirale Mittel wirkt durch Eingriffe in den normalen Ablauf des Viruslebenszyklus - eine Möglichkeit, das Virus zu stören, besteht darin, die anfängliche Versammlung des Virus zu stoppen", sagte er.

Ursprünglich veröffentlicht auf WordsSideKick.com.


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