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La technique neuve active l'observation en temps réel du hemagglutinin de la grippe A pendant l'entrée virale

À la différence des organismes vivants, pour éviter l'extinction, les virus doivent détourner des machineries d'hôte de vie pour produire des virus neufs. Le virus respiratoire dévastateur, virus de la grippe A, utilisent ses protéines (HA) de hemagglutinin pour rechercher les cellules hôte adaptées. Généralement, l'ha a deux rôles importants : choix de cellule hôte et d'entrée virale. Lors de fixer aux cellules hôte, le virus de la grippe A sont introduits dans des cellules hôte par l'intermédiaire de l'endocytose.

Une cargaison de bilayer de lipide, connue sous le nom d'endosome, est porteur du virus de la grippe A de la membrane cellulaire dans le cytoplasme de la cellule hôte. Bien que l'environnement à l'intérieur d'endosome soit acide, le virus de la grippe A reste vivant. Plus de façon saisissante, l'ha subit la modification de structure pour négocier la membrane virale pour protéger par fusible avec la membrane endosomal d'hôte pour former un trou afin de relâcher les composantes virales. Le rétablissement de cet événement de fusion est élaboré comme fusogenic, et par conséquent les modifications de structure de l'ha requis pour cet événement est appelée en tant que passage fusogenic. Le mécanisme de cet événement a été maintenu dans la boite de Pandore pendant des décennies en dépit des vastes études ont été faits pour indiquer son mystère.

Maintenant, Keesiang Lim et Richard Wong d'université de Kanazawa et collègues ont étudié le dynamique moléculaire de l'ha utilisant la microscopie atomique ultra-rapide de force, une technique activant la visualisation en temps réel des molécules sur le nanoscale. Les chercheurs pouvaient non seulement enregistrer le passage fusogenic de l'ha, mais observent également son interaction avec des exosomes (une cargaison de bilayer de lipide assimilée à endosome relâché par des cellules à l'environnement extérieur).

Les scientifiques ont au commencement observé la conformation indigène de l'ha sous le tampon physiologique neutre, une condition qui ressemble à un état neutre en cellule hôte (un pH de 7,6). En cette condition, l'ha a été apparu comme ellipsoïde, qui est en accord avec des découvertes produites par d'autres outils tels que la cristallographie de rayon X et la microscopie de cryo-électron. Wong et collègues ont avec succès enregistré le passage fusogenic, qui se produisant quand l'ha a été exposé à un milieu acide. Leurs résultats de HS-AFM ont illustré un passage d'ha d'un ellipsoïde à une Y-forme avec la déclinaison de la hauteur et de la circularité/de arrondi de l'ha au fil du temps. Les chercheurs rassurent la modification conformationnelle se produit parce qu'une sous-unité particulière d'ha était facilement pour être assimilée par la trypsine après le passage.

Pour étudier comment l'ha peut faciliter la fusion entre la membrane virale et héberger la membrane endosome, Wong et collègues laissent l'ha ont agi l'un sur l'autre avec des exosomes, une cargaison de bilayer de lipide qui imite endosome. On s'attend à ce que l'interaction Ha-exosome soit assimilée à l'interaction Ha-endosome pendant la fusion de membrane. Pendant l'interaction, la modification conformationnelle de l'ha a été trouvée de nouveau avant son entrée au bassin sur un exosome. Le passage de Fusogenic relâche un peptide particulier, connu sous le nom de peptide de fusion, qui les garnitures intérieures postérieures dans la membrane exosomal, permettant à la molécule d'ha d'encastrer sur la membrane. Les scientifiques ont également trouvé des preuves que l'interaction Ha-exosome a entraîné la déformation ou la rupture d'exosome, menant à une « fuite » des matériaux exosomal.

Les découvertes de Wong et de collègues fournissent des analyses importantes pour le mécanisme de la fusion Ha-assistée de membrane. De plus, leur travail explique également les avantages de HS-AFM pour étudier des procédés biologiques. Lim et Wong exhilaratingly commentés : « Cette étude propose fortement que HS-AFM soit un outil faisable, non seulement pour vérifier le dynamique moléculaire des protéines virales de fusion, mais également pour concevoir l'interaction entre les protéines virales de fusion et leurs membranes d'objectif. »

Mouvement propre

Le hemagglutinin de la grippe A de hemagglutinin de la grippe A (HA) est une protéine demeurant sur la surface du virus de la grippe A (le coupable qui entraîne « la grippe » ou la grippe), jouant une fonction clé dans le pouvoir infectant viral. Les fonctionnements de l'ha comprennent fixer le virus de la grippe A aux cellules cibles et à l'entrée virale. Après que les attaches de virus à sa cellule hôte, il soit enfermés dans une cargaison de bilayer de lipide connue sous le nom d'endosome, et entre par la suite dans le cytoplasme d'hôte. Ce procédé est appelé comme endocytose. Milieu acide dans les modifications endosome de structure de déclencheurs de l'ha pour laisser l'ha pour orchestrer la fusion entre la membrane virale et pour héberger la membrane endosomal. En conclusion, des composantes virales peuvent être déchargées dans des cellules hôte et des virus neufs seront effectués. Les cellules cibles principales dans les êtres humains sont type plac dans les voies respiratoires supérieures. Richard Wong d'université de Kanazawa et collègues ont maintenant appliqué la microscopie atomique ultra-rapide de force pour étudier le passage fusogenic de l'ha, et l'interaction de l'ha avec des membranes de lipide-bilayer.

La microscopie atomique de force de microscopie atomique de force (AFM) est une technique d'imagerie en laquelle l'image est constituée en balayant une surface avec un bout très petit et tranchant. Le mouvement de lecture horizontale du bout est réglé par l'intermédiaire des éléments piézoélectriques, alors que le mouvement vertical est converti en profil de hauteur, ayant pour résultat une distribution de hauteur de la surface de témoin. Car la technique ne concerne pas des lentilles, sa définition n'est pas limitée par la soi-disant limite de diffraction comme dans la diffraction des rayons X, par exemple. Dans une installation ultra-rapide (HS-AFM), la méthode peut être employée pour produire des films des modifications de structure de témoin en temps réel, pendant qu'un biomolécule peut être balayé dans Mme 100 ou moins. Wong et collègues ont avec succès appliqué la technique de HS-AFM pour étudier le passage fusogenic de l'ha, et comment il protège par fusible avec les membranes des particules biologiques.

Source:
Journal reference:

Lim, K., et al. (2020) High-Speed AFM Reveals Molecular Dynamics of Human Influenza A Hemagglutinin and Its Interaction with Exosomes. Nano Letters. doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c01755.