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Les chercheurs développent la technique d'imagerie neuve pour étudier des interactions de coronavirus-hôte de nanoscale

Pour éviter de futures pandémies, les scientifiques doivent recueillir autant informations au sujet du coronavirus comme possible. Précédemment, MERS et radar à ouverture synthétique sont plus mortels que le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de syndrôme respiratoire aigu sévère mais ont un à bas taux de la boîte de vitesses. D'autre part, SARS-CoV-2 a écarté plus rapidement parmi des gens mais a un plus à faible risque de la mort que les deux autres virus. Les futures demandes de règlement se développantes de coronavirus exigeront une compréhension plus grande des interactions de virus-hôte.

Lei S. Qi d'Université de Stanford, de Californie, et de recherche publiée de collègues montrant un cadre potentiel pour caractériser mieux la biologie des coronaviruses. Tandis que la plupart des techniques d'imagerie à haute résolution montrent la durée de vie utile des coronaviruses, le recensement viral ou des protéines et des génomes d'hôte demeure mal compris. Leur représentation en couleurs de superbe-définition d'utilisation de résultats leur permet d'étudier les parties nanoscopic du coronavirus, y compris l'ARN.

Les auteurs écrivent :

« Grand, nous envisageons que les futurs efforts appliqueront des techniques d'imagerie de SR avancées par 3D ainsi que la combinaison de la représentation d'unique-molécule et de la tomographie de cryo-électron de réaliser la définition de nanomètre et la spécificité moléculaire exquise simultanément pour la recherche en matière de virologie. »

L'étude « représentation en couleurs de superbe-définition pour étudier l'ARN humain de coronavirus pendant l'infection cellulaire » était récent publiée sur le serveur de bioRxiv*preprint.

Comment il l'a faite

Les chercheurs ont combiné microscopie confocale et de superbe-définition pour produire un cadre en couleurs et de multi-écaille de fluorescence de représentation. L'outil est conçu pour concevoir des interactions spatiales entre RNAs viral et différents endroits de cellule hôte à différentes étapes de viral infection.

Cette étude a employé le coronavirus modèle HCoV-229E pour caractériser différentes structures d'ARN de guide pendant l'infection.

Résultats

Utilisant la technique de microscopie de roman a permis aux chercheurs d'observer les boîtiers âme âme irréguliers et étendus de l'ARN de guide pendant l'infection. Les boîtiers augmentés comme viral infection ont progressé dans le potentiel d'élever jusqu'à 9 microns carrés.

les points de formes d
l'ARN à double brin forme des points séparés de l'ER tandis que les boîtiers de gRNA s'associent fréquemment à la reconstruction de SR de couleur d'ER (a) deux d'une cellule à 24 h p.i où l'ER (gris) et des dsRNAs (vert) sont marqués. Barre d'écaille : μm 5. (b) Zoom-dans de la région enfermée dans une boîte. points compacts de formes d'ARN à double brin qui apparaissent dans les régions en dehors de du réseau d'ER. (c) Reconstruction de SR de deux couleurs d'une cellule où l'ER (gris) et le gRNA (magenta) sont marqués. Barre d'écaille : μm 5. (d) Zoom-Institut central des statistiques de la région enfermée dans une boîte par vert. le gRNA forme des boîtiers des tailles variées, certains dont le document a mauvais défini des limites. Le réseau étendu des boîtiers souvent est attentivement associé à la membrane d'ER. (e) Une population de l'ARN génomique forme de petits points de tailles assimilées qui ne sont pas associées à l'ER (cf. le schéma 3). (f) reconstruction de SR d'Un-couleur de gRNA à 12 h p.i. Vignette : Image de DL du même champ de vision. Barre d'écaille : µm 5. La discrimination raciale indique le nombre de dépistages d'unique-molécule dans chaque pixel. (GI) Zoom-Institut central des statistiques des régions enfermées dans une boîte colorées. Les grands boîtiers du génome viral semblent périnucléaires et s'étendent jusqu'à quelques microns.

Les chercheurs ont observé approximativement 70 points d'ARN de guide de nanomètre dans la cellule à travers l'infection entière.

« Tandis qu'une fraction de ces points peut être gRNA libre localisé à partir de l'ER, de tels objectifs devraient sembler plus grands en raison du marquage d'une région de 3000 points d'ébullition. Combiné avec l'espacement observé de ces objectifs, nous pouvons passablement supposer qu'une grande part de ces points de nanoscale sont des virions, » avons écrit l'équipe.

En effet, l'ARN de guide est apparu à des densités plus élevées et peut indiquer des paquets de vésicule avec les virions potentiels.

Les résultats ont également capté un plus grand ARN bicaténaire qui a formé les grands et en forme circulaire points approximativement 450 nanomètre de diamètre. Pendant que le viral infection progressait, le nombre de points bicaténaires d'ARN a également augmenté. Cependant, la taille des points bicaténaires d'ARN est demeurée continuelle. Basé sur les observations et la forme circulaire de l'ARN, les chercheurs proposent que les points soient susceptibles dans les membranes de lipide des vésicules de double-membrane.

modèle basé sur Sr de gRNA de HCoV-229E et modèle de la distribution A d
modèle basé sur Sr de gRNA de HCoV-229E et modèle de la distribution A d'ARN à double brin montrant l'organisme spatial d'une cellule infectée de HCoV-229E. La membrane d'ER est modifiée pour produire les deux membranes et DMVs compliqués. De grands boîtiers de gRNA ont été trouvés en association avec la membrane d'ER, alors que les virions bourrés qui apparaissent car des points bien-séparés de gRNA de nanoscale ne sont pas souvent branchés à l'ER. Le DMVs sont remplis d'ARN à double brin jusqu'à différents degrés. Un certain DMVs sont encore fixés à la membrane d'ER, alors que d'autres ont bourgeonné hors circuit. Ces DMVs sont séparés de la membrane compliquée, où les boîtiers de gRNA semblent être les produits de la réplication active.

Les points bicaténaires d'ARN pas colocalize avec le réticulum endoplasmique (ER). Les découvertes ont prouvé que des points qui sont plus que cents nanomètres du signe d'ER ont été vraisemblablement découpés du reste de l'endroit - la proposition de l'ARN bicaténaire à côté de l'ER pourrait indiquer des vésicules de double-membrane bourgeonnant hors de la membrane d'ER.

« Intéressant, des points d'ARN à double brin n'ont pas été conçus par la marque de protéine de membrane d'ER que nous avons employée dans cette étude, proposant que la composition et propriété de la membrane manipulée virale puisse être ainsi différente du reste de l'ER, ou le radius de courbure élevé du DMVs ou de la membrane est trop en masse peuplé avec des protéines virales a exclu l'indigène de passe simple de marque à l'ER. »

Les points d'ARN de guide de nanoscale marqués des virions ont tendu à n'avoir le signe bicaténaire pas voisin d'ARN. Tandis que colocalized, de grands boîtiers d'ARN de guide drapés avec les points bicaténaires d'ARN à la bordure ont été notés.

Quand le virus a été exposé au remdesivir, il a diminué le signe fluorescent confocal du guide et de l'ARN bicaténaire. Remdesivir a également diminué le côté médian des boîtiers d'ARN de guide. En revanche, la taille médiane des points bicaténaires d'ARN a augmenté.

Les découvertes préparent le terrain à d'autres avenues de recherche examinant dans la façon dont l'ARN est relâché des vésicules de double-membrane pour l'ensemble ou la traduction de virion. Les résultats confirment l'utilité de la représentation en couleurs de superbe-définition de fluorescence pour étudier ces questions.

Avis *Important

le bioRxiv publie les états scientifiques préliminaires qui pair-ne sont pas observés et ne devraient pas, en conséquence, être considérés comme concluants, guident la pratique clinique/comportement relatif à la santé, ou traité en tant qu'information déterminée.

Journal reference:
Jocelyn Solis-Moreira

Written by

Jocelyn Solis-Moreira

Jocelyn Solis-Moreira graduated with a Bachelor's in Integrative Neuroscience, where she then pursued graduate research looking at the long-term effects of adolescent binge drinking on the brain's neurochemistry in adulthood.

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