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I ricercatori sviluppano la nuova tecnica di rappresentazione per lo studio delle interazioni del coronavirus-host del nanoscale

Per impedire le pandemie future, gli scienziati devono riunire tante informazioni sul coronavirus come possibile. Precedentemente, MERS ed il SAR sono più micidiali del coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo ma hanno un a tariffa ridotta della trasmissione. D'altra parte, SARS-CoV-2 si è sparso più velocemente fra la gente ma ha un più a basso rischio della morte che gli altri due virus. I trattamenti futuri di sviluppo di coronavirus richiederanno una maggior comprensione delle interazioni del virus-host.

Lei S. Qi della Stanford University, della California e dei colleghi ha pubblicato la ricerca che mostra una struttura potenziale per caratterizzare meglio la biologia dei coronaviruses. Mentre la maggior parte delle tecniche di rappresentazione ad alta definizione mostrano il ciclo di vita dei coronaviruses, identificare virale o proteine e genoma ospite rimane capita male. La loro rappresentazione multicolore di super-risoluzione di uso di risultati li permette di studiare le parti nanoscopic del coronavirus, compreso RNA.

Gli autori scrivono:

“Largamente, prevediamo che gli sforzi futuri applichino le tecniche di rappresentazione avanzate 3D dello SR come pure la combinazione di rappresentazione della unico molecola e di tomografia dell'cryo-elettrone per raggiungere simultaneamente la risoluzione di nanometro e la specificità molecolare squisita per ricerca nella virologia.„

Lo studio “la rappresentazione multicolore di super-risoluzione per studiare il RNA umano di coronavirus durante l'infezione cellulare„ recentemente è stato pubblicato sul " server " del bioRxiv*preprint.

Come lo hanno fatto

I ricercatori si sono combinati microscopia di super-risoluzione e confocale per creare una struttura del multi-disgaggio e multicolore della fluorescenza della rappresentazione. Lo strumento è destinato per prevedere le interazioni spaziali fra RNAs virale e aree differenti della cellula ospite nelle fasi differenti dell'infezione virale.

Questo studio ha usato il coronavirus di modello HCoV-229E per caratterizzare le strutture differenti del RNA della guida durante l'infezione.

Risultati

Facendo uso della tecnica di microscopia del romanzo ha permesso che i ricercatori osservassero i cluster Web Web irregolari ed estesi del RNA della guida durante l'infezione. I cluster ampliati come infezione virale hanno progredito nel potenziale di coltivare fino a 9 micron quadrati.

i puncta dei moduli del dsRNA hanno separato dal ER mentre i cluster del gRNA associano frequentemente con il ER (A) la ricostruzione dello SR di due colori di una cella a 24 h p.i dove il ER (grigio) e i dsRNAs (verde) sono contrassegnati. Barra del disgaggio: μm 5. (B) zumma della regione inscatolata. il dsRNA forma i puncta compatti che compaiono nelle regioni fuori della rete di ER. (C) due colorano la ricostruzione dello SR di una cella in cui il ER (grigio) e il gRNA (magenta) sono contrassegnati. Barra del disgaggio: μm 5. (D) l
il dsRNA forma i puncta separati dal ER mentre i cluster del gRNA associano frequentemente con il ER (A) la ricostruzione dello SR di due colori di una cella a 24 h p.i dove il ER (grigio) e i dsRNAs (verde) sono contrassegnati. Barra del disgaggio: μm 5. (B) zumma della regione inscatolata. il dsRNA forma i puncta compatti che compaiono nelle regioni fuori della rete di ER. (C) due colorano la ricostruzione dello SR di una cella in cui il ER (grigio) e il gRNA (magenta) sono contrassegnati. Barra del disgaggio: μm 5. (D) l'Zoom-Istituto centrale di statistica della regione inscatolata verde. il gRNA forma i cluster di varie dimensioni, alcune di cui esibiscono i limiti male definiti. La rete estesa dei cluster spesso è associata molto attentamente con la membrana di ER. (E) una popolazione del RNA genomica forma i piccoli puncta di simili dimensioni che non sono associate con il ER (cfr. figura 3). (F) ricostruzione dello SR di Un-colore di gRNA a 12 h p.i. Inserzione: Immagine di DL dello stesso campo visivo. Barra del disgaggio: µm 5. La barra dei colori indica il numero delle rilevazioni della unico molecola all'interno di ogni pixel. (GI) l'Zoom-Istituto centrale di statistica delle regioni inscatolate colorate. I grandi cluster del genoma virale sembrano perinucleari ed estendono fino ad alcuni micron.

I ricercatori hanno osservato circa 70 puncta del RNA della guida di nanometro nella cella in tutto l'intera infezione.

“Mentre una frazione di questi puncta può essere gRNA libero localizzato a partire dal ER, tali oggetti dovrebbero sembrare più grandi come conseguenza del contrassegno di una regione di 3000 B.P. Combinato con lo sparsity osservato di questi oggetti, possiamo ragionevolmente supporre che una grande frazione di questi puncta del nanoscale è virions,„ abbiamo scritto il gruppo.

Effettivamente, il RNA della guida è comparso alle più alte densità e può indicare i pacchetti della vescicola con i virions potenziali.

I risultati egualmente hanno catturato il più grande RNA a doppia elica che ha formato i grandi e puncta a forma di circolare circa 450 nanometro di diametro. Mentre l'infezione virale ha progredito, il numero dei puncta a doppia elica del RNA egualmente è aumentato. Tuttavia, la dimensione dei puncta a doppia elica del RNA è rimanere costante. Sulla base delle osservazioni e della forma circolare del RNA, i ricercatori suggeriscono che i puncta siano probabili nelle membrane del lipido delle vescicole della doppio membrana.

a modello basato a Sr del gRNA di HCoV-229E ed il modello di distribuzione A del dsRNA che mostra l
a modello basato a Sr del gRNA di HCoV-229E ed il modello di distribuzione A del dsRNA che mostra l'organizzazione spaziale di un HCoV-229E hanno infettato la cella. La membrana di ER è modificata per creare entrambi i membrane e DMVs complicati. I grandi cluster del gRNA sono stati trovati in collaborazione con la membrana di ER, mentre virions imballati che compaiono poichè i puncta ben-separati del gRNA del nanoscale non sono connessi spesso al ER. Il DMVs è riempito di dsRNA nelle misure differenti. Un certo DMVs ancora è fissato alla membrana di ER, mentre altri hanno germogliato fuori. Questo DMVs è separato dalla membrana complicata, in cui i cluster del gRNA sembrano essere i prodotti della replica attiva.

I puncta a doppia elica del RNA non non colocalize con il reticolo endoplasmatico (ER). I risultati hanno indicato che i puncta che sono più di cento nanometri dal segnale di ER probabilmente sono stati tagliati dal resto dell'area - suggerire il RNA a doppia elica accanto al ER potrebbe indicare le vescicole della doppio membrana che germogliano fuori dalla membrana di ER.

“Interessante, i puncta del dsRNA non sono stati visualizzati dal contrassegno che della proteina della membrana di ER abbiamo utilizzato in questo studio, suggerente che la composizione e così beni della membrana manipolata virale potesse essere differente dal resto del ER, o l'alto raggio di curvatura del DMVs o della membrana è popolato troppo densamente con le proteine virali ha precluso il nativo del contrassegno del unico passaggio al ER.„

I puncta del RNA della guida del nanoscale contrassegnati virions hanno teso ad avere segnale a doppia elica non vicino del RNA. Mentre non non colocalized, i grandi cluster del RNA della guida coperti con i puncta a doppia elica del RNA al confine sono stati notati.

Quando il virus è stato esposto a remdesivir, ha fatto diminuire il segnale fluorescente confocale sia dalla guida che dal RNA a doppia elica. Remdesivir egualmente ha diminuito il lato mediano dei cluster del RNA della guida. Al contrario, la dimensione mediana dei puncta a doppia elica del RNA è aumentato.

I risultati aprono la strada ad altri viali della ricerca che esaminano come il RNA è rilasciato dalle vescicole della doppio membrana per l'installazione o la traduzione di virion. I risultati confermano l'utilizzabilità della rappresentazione multicolore di super-risoluzione della fluorescenza per esaminare queste domande.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

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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