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Os cientistas usam-se cryo-E técnicas para capturar imagens de vírus de sarampo

Os pesquisadores puderam capturar imagens de vírus de sarampo como emergem das pilhas contaminadas, usando técnicas avançadas do tomografia do cryo-elétron. As imagens novas ajudarão com uma compreensão maior do sarampo e de vírus relacionados, e podiam dar sugestões em estratégias antivirosas da droga provavelmente ao trabalho através dos vírus múltiplos deste tipo.

Os resultados foram publicados segunda-feira 30 de abril em comunicações da natureza.

Os cientistas conduziram por Elizabeth Wright, PhD, e Zunlong KE, PhD, diz que podem distinguir uma proteína interna da matriz que actuam como um andaime, com o material genético encapsidated visível como “serpenteia” perto da membrana viral.

Uma vacina eficaz está disponível contra o vírus de sarampo, um micróbio patogénico viral altamente infeccioso. Contudo há ainda muito sobre o vírus que os cientistas não compreendem, o KE diz. Além, compreender a organização interna do vírus de sarampo podia guiar o estudo de vírus relacionados, tais como o Parainfluenza e vírus syncytial respiratório (RSV), causas comuns de doenças respiratórias, e de vírus de Nipah, uma inspiração para o contágio do filme.

Wright é professor adjunto da pediatria em cuidados médicos da Faculdade de Medicina e das crianças da universidade de Emory de Atlanta, de director do núcleo da microscopia de elétron de Robert P. Apkarian Integração, e de um investigador distinguido Alliance da pesquisa de Geórgia. O KE é um aluno diplomado anterior que esteja começando uma posição pos-doctoral este verão no laboratório de MRC da biologia molecular em Cambridge, Reino Unido da tecnologia de Geórgia. O KE e Emory provêem de pessoal o cientista Joshua Strauss, PhD são co-primeiros autores do papel.

Wright, o KE, e os colegas decidiram examinar directamente pilhas vírus-contaminadas um par anos há, após o trabalho com vírus refinados por muito tempo. A equipe colaborou com o Richard Plemper, o PhD, que se especializa no vírus de sarampo e se está agora na universidade estadual de Geórgia. A família dos vírus que inclui o sarampo, paramyxoviruses, é difícil de trabalhar com, devido a seus baixos titers, a instabilidade e a heterogeneidade, Wright dizem.

Para estudos estruturais, os pesquisadores geralmente concentram e refinam vírus centrifugando os através das soluções grossas. Mas isto é complicado para o vírus de sarampo e outros vírus envolvidos tais como RSV. O KE compara o vírus refinado a uma cubeta de balões de água dos tamanhos diferentes, que são explosão mole e inclinada, esforços frustrantes para visualizá-los.

“Pelo contrário, nós crescemos e contaminamos as pilhas directamente nas grades que nós nos usamos para a microscopia, e congelamo-las ràpida, direito na fase quando estão formando vírus novos,” KE dizemos.

As melhorias na tecnologia, tal como detectores de elétron e o software directos que corrige para o movimento feixe-induzido na amostra congelada, tornam possível conseguir umas estruturas cryo-EM mais de alta resolução. tomografia do Cryo-elétron (cryo-E), ideal para estudar os vírus que vêm em formas e em tamanhos diferentes, usos um microscópio de elétron obter uma série de 2D imagens dos vírus como o suporte da amostra é inclinado aos ângulos múltiplos ao longo de uma linha central. As imagens e a informação angular são usadas então para computar o volume 3D do vírus, bem como uma varredura médica do CT, Wright diz.

“Nós nunca veríamos este nível de detalhe com vírus refinado, porque o processo de purificação interrompe e danifica as partículas delicadas do vírus,” ela dizemos. “Com a aproximação do tomografia da inteiro-pilha, nós podemos recolher dados em centenas de vírus durante fases do conjunto e quando liberados. Isto permite que nós capturem o espectro completo das estruturas ao longo do caminho do conjunto do vírus.”

Por exemplo, os cientistas podem agora ver a organização das glicoproteína na superfície da membrana viral. Os trabalhos anteriores mostraram que duas glicoproteína estaram presente na membrana, mas eram uma “floresta das árvores,” onde havia um insuficiente detalhe para identificar cada um.

Neste estudo, a equipe podia resolver as duas glicoproteína e para determinar esse delas, a proteína da fusão (f), foi organizado em uma estrutura bem definida apoiada por interacções com a proteína da matriz. Além, podem ver “as disposições paracrystalline” da proteína da matriz, chamadas M, sob a membrana. As disposições não tinham sido consideradas em pilhas vírus-contaminadas sarampo ou partículas individuais do vírus de sarampo antes, Wright diz. Sob o microscópio, estas disposições olham um pouco como as placas de grade de Lego, de que o resto do vírus é construído e pedido.

As estruturas 3D novas igualmente argumentem contra um modelo precedente do conjunto viral, que tenha o material genético de RNP (ribonucleoprotein) como um núcleo, e da proteína de M que forma um revestimento em torno dele.

Os cientistas ainda estão figurando para fora o que faz o sarampo o vírus ter uma forma bulbosa quando RSV for mais filamentous. O KE pensa que o papel do andaime de M é similar para vírus relacionados, embora como o vírus monta, as proteínas estruturais individuais possam coordenar excepcionalmente para produzir partículas do vírus com formas diferentes esse melhor apoio seu ciclo da réplica.