Biologen an Purdue-Universität haben die kombinierte Zelle eines Erkältungsvirus bestimmt, das zu einem Molekül befestigt wird, das das Virus aktiviert, seinen Hauptrechner zu infizieren, Informationen, die möglicherweise schließlich Forschern helfen, Methoden für die Behandlung von bestimmten Virusinfektionen zu entwickeln.
Coxsackievirus A21 infiziert Wirtszellen zuerst, indem er ein „Empfängermolekül“ Ruf-ICAM-1, das auf der Oberfläche der Zelle ist, und dann erkennt, indem er zum Molekül sich verankert. ICAM-1 steht für intrazelluläres Beitrittsmolekül 1.
„ICAM-1 ist das gleiche Empfängermolekül, das von der überwiegenden Mehrheit von Viren verwendet wird, die die Erkältung verursachen,“ sagte Chuan Xiao, ein Doktorand, der die Forschung im Labor von Michael Rossmann führt, der Hanley Unterschiedene Professor von Biologischen Wissenschaften in Purdues College der Wissenschaft.
Ergebnisse erscheinen im Juli-Punkt der Zapfen Zelle.
„Das wirkliche Lernziel dieser Arbeit ist, den Ganzkomplex von ICAM-1 zu studieren und das Virus als einzelne Instanz,“ sagte Rossmann. „Seiend, die kombinierte Zelle des Virus und des ICAM-1 zu kennzeichnen bringt uns bei, wie das Virus eine bestimmte Art Molekül erkennt und wie es dann Anker zur Zelle, die darstellt die Anfangsstufen der Infektion.“
Schließlich versuchen Forscher, mehr über die verbindlichen Vorrichtungen zu lernen, weil solche Kenntnisse möglicherweise schließlich zu neue Behandlungen führten.
„Eine der vielen unterschiedlichen Arten des Sperrens von Virusinfektion ist, das Virus vom Binden zu den Zellen zu stoppen,“ sagte Rossmann. „Das nicht unser Lernziel in diesem Fall gewesen ist. Wir möchten gerade lernen, wie dieses Virus seine Wirtszelle infiziert. Das heißt, wie das Virus tut, kommen Sie in den Hauptrechner?“
Coxsackievirus A21 ist eins einiger Viren, die die Erkältung verursachen.
Die Forscher wendeten zwei Methoden an, um die Zelle des Virusmolekül Komplexes zu lernen. Eine Methode, eine Technik rief X-raykristallographie, Bilder des Virus mit einer Auflösung von 2,5 Ångström erbracht, die fast genug fein ist, einzelne Atome zu sehen. Unter Verwendung dieser Technik stellen Forscher Kristalle einer Substanz, in diesem Fall das Virus her. Dann werden Röntgenstrahlen durch die Kristalle geführt und erstellen ein „Beugungsmuster“ das mit verschiedenen Computerprozeduren geübersetzt werden kann, um ein Bild zu produzieren.
Die andere Methode, ein leistungsfähiges Darstellungshilfsmittel, das Cryoelektron Mikroskopie genannt wurde, wurde angewendet, um die gesamte dreidimensionale Zelle des Virusmolekül Komplexes zu bestimmen. Mit dieser Technik werden Probenmaterialien zuerst eingefroren, bevor sie mit einem Elektronenmikroskop studiert werden. Cryo-Elektron Mikroskopie aktiviert Wissenschaftler, die Sonderkommandos zu studieren, die, Auflösung hoch genug, Atomgruppen zu sehen so klein sind wie 8 Ångström. Ein Ångström ist eine ZehnBillionste eines Meters oder ein ungefähr millionstel so breites wie ein Menschenhaar.
„Die Elektronenmikroskopie ist für das Studieren des gesamten Komplexes, weil Sie den Komplex von ICAM-1 und von Virus nicht kristallisieren können,“ Rossmann sagte notwendig. „Das ist, weil Kristallisation häufig Tage, Wochen oder Monate, aber nimmt, der Komplex ist stundenlang nur stabil, den Mittelwerte es nicht zusammen lang genug bleibt, um zu kristallisieren.“
Die Forscher stellten die Gesamtzelle des Virus und des ICAM-1 zusammen, indem sie die hochauflösenden Röntgenstrahlkristallographiebilder des Virus mit der Elektronenmikroskopansicht der niedrigeren Auflösung kombinierten.
Die Ergebnisse stellen dar, das erste mal Forscher feine Details der Zelle des Komplexes gesehen haben.
„Es ist wichtig, die Form des Komplexes zu sehen, weil das uns mitteilen könnte, dass wie das Virus die Wirtszelle erkennt,“ sagte Rossmann. „Das Kennen der Zelle deckte möglicherweise auch die Anfangsstufen von auf, was nach Anhang geschieht, und tatsächlich es gibt vermutlich verschiedene Schritte im Anhangprozeß.