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Os pesquisadores desenvolvem a técnica de imagem lactente nova para estudar interacções do coronavirus-anfitrião do nanoscale

Para impedir as pandemias futuras, os cientistas devem recolher tanta informação sobre o coronavirus como possível. Previamente, MERS e o SARS são mais mortais do que o coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) mas têm um desprezado da transmissão. Por outro lado, SARS-CoV-2 espalhou mais rapidamente entre povos mas teve um risco mais baixo de morte do que outros dois vírus. Os tratamentos futuros tornando-se do coronavirus exigirão uma compreensão maior de interacções do vírus-anfitrião.

Os leus S. Qi da Universidade de Stanford, da Califórnia, e dos colegas publicaram a pesquisa que mostra uma estrutura potencial para caracterizar melhor a biologia dos coronaviruses. Quando a maioria de técnicas de imagem lactente de alta resolução mostrarem o ciclo de vida dos coronaviruses, identificar proteínas virais ou do anfitrião e sobras dos genomas compreendeu deficientemente. Sua imagem lactente da super-definição da multi-cor do uso dos resultados permite que estudem as partes nanoscopic do coronavirus, incluindo o RNA.

Os autores escrevem:

“Amplamente, nós prevemos que os esforços futuros aplicarão técnicas de imagem lactente avançadas 3D do SÉNIOR assim como a combinação de imagem lactente da único-molécula e de tomografia do cryo-elétron para conseguir simultaneamente a definição do nanômetro e a especificidade molecular excelente para a pesquisa da virologia.”

O estudo da “imagem lactente da super-definição Multi-cor para estudar o RNA humano do coronavirus durante a infecção celular” foi publicado recentemente no server do bioRxiv*preprint.

Como o fizeram

Os pesquisadores combinaram microscopia confocal e da super-definição para criar uma multi-cor e uma estrutura da imagem lactente da fluorescência da multi-escala. A ferramenta é projectada visualizar interacções espaciais entre RNAs viral e áreas diferentes da pilha de anfitrião em fases diferentes da infecção viral.

Este estudo usou o coronavirus modelo HCoV-229E para caracterizar estruturas diferentes do RNA do guia durante a infecção.

Resultados

Usar a técnica nova da microscopia permitiu que os pesquisadores observassem irregular e prolongado Web-como conjuntos de RNA do guia durante a infecção. Os conjuntos expandidos como a infecção viral progrediram com o potencial crescer até 9 mícrons quadrados.

os puncta dos formulários do dsRNA separaram do ER quando os conjuntos do gRNA associarem freqüentemente com a reconstrução de duas cores do SÉNIOR do ER (a) de uma pilha em 24 h p.i onde o ER (cinzento) e os dsRNAs (verde) são etiquetados. Barra da escala: μm 5. (b) Zoom-da região encaixotada. o dsRNA forma os puncta compactos que aparecem nas regiões fora da rede do ER. (c) Reconstrução de duas cores do SÉNIOR de uma pilha onde o ER (cinzento) e o gRNA (magenta) sejam etiquetados. Barra da escala: μm 5. (d) Zoom-ins da região encaixotada verde. o gRNA forma conjuntos de vários tamanhos, alguns de que a exibição definiu deficientemente limites. A rede prolongada dos conjuntos frequentemente é associada pròxima com a membrana do ER. (e) Uma população do RNA genomic forma puncta pequenos dos tamanhos similares que não são associados com o ER (Cf. figura 3). (f) reconstrução do SÉNIOR da Um-cor do gRNA em 12 h p.i. Inserir: Imagem do DL do mesmo campo de visão. Barra da escala: µm 5. A barra de cor indica o número de detecções da único-molécula dentro de cada pixel. (SOLDADO) Zoom-ins das regiões encaixotadas coloridas. Os grandes conjuntos do genoma viral parecem perinuclear e estendem até alguns mícrons.
o dsRNA forma os puncta separados do ER quando os conjuntos do gRNA associarem freqüentemente com a reconstrução de duas cores do SÉNIOR do ER (a) de uma pilha em 24 h p.i onde o ER (cinzento) e os dsRNAs (verde) são etiquetados. Barra da escala: μm 5. (b) Zoom-da região encaixotada. o dsRNA forma os puncta compactos que aparecem nas regiões fora da rede do ER. (c) Reconstrução de duas cores do SÉNIOR de uma pilha onde o ER (cinzento) e o gRNA (magenta) sejam etiquetados. Barra da escala: μm 5. (d) Zoom-ins da região encaixotada verde. o gRNA forma conjuntos de vários tamanhos, alguns de que a exibição definiu deficientemente limites. A rede prolongada dos conjuntos frequentemente é associada pròxima com a membrana do ER. (e) Uma população do RNA genomic forma puncta pequenos dos tamanhos similares que não são associados com o ER (Cf. figura 3). (f) reconstrução do SÉNIOR da Um-cor do gRNA em 12 h p.i. Inserir: Imagem do DL do mesmo campo de visão. Barra da escala: µm 5. A barra de cor indica o número de detecções da único-molécula dentro de cada pixel. (SOLDADO) Zoom-ins das regiões encaixotadas coloridas. Os grandes conjuntos do genoma viral parecem perinuclear e estendem até alguns mícrons.

Os pesquisadores observaram aproximadamente 70 puncta do RNA do guia do nanômetro na pilha durante todo a infecção inteira.

“Quando uma fracção destes puncta puder ser gRNA livre localizado longe do ER, tais objetos devem parecer maiores em conseqüência da rotulagem de uma região de 3000 bp. Combinado com o sparsity observado destes objetos, nós podemos razoavelmente supr que uma grande fracção destes puncta do nanoscale é virions,” escrevemos a equipe.

Certamente, o RNA do guia apareceu em umas densidades mais altas e pode indicar pacotes da vesícula com os virions potenciais.

Os resultados igualmente capturaram o RNA dobro-encalhado maior que formou os grandes e puncta circular-dados forma aproximadamente 450 nanômetro no diâmetro. Enquanto a infecção viral progrediu, o número de puncta dobro-encalhados do RNA igualmente aumentou. Contudo, o tamanho dos puncta dobro-encalhados do RNA permaneceu constante. Baseado nas observações e na forma circular do RNA, os pesquisadores sugerem que os puncta sejam prováveis nas membranas do lipido das vesículas da dobro-membrana.

o modelo Sénior-baseado do gRNA de HCoV-229E e o modelo da distribuição A do dsRNA que mostra a organização espacial de um HCoV-229E contaminaram a pilha. A membrana do ER é alterada para criar ambas as membranas e DMVs complicados. Os grandes conjuntos do gRNA foram encontrados em colaboração com a membrana do ER, visto que os virions embalados que aparecem porque os puncta bem-separados do gRNA do nanoscale não são conectados frequentemente ao ER. O DMVs é enchido com o dsRNA às extensões diferentes. Algum DMVs está anexado ainda à membrana do ER, quando outro brotar fora. Este DMVs é separado da membrana complicada, onde os conjuntos do gRNA parecem ser os produtos da réplica activa.
o modelo Sénior-baseado do gRNA de HCoV-229E e o modelo da distribuição A do dsRNA que mostra a organização espacial de um HCoV-229E contaminaram a pilha. A membrana do ER é alterada para criar ambas as membranas e DMVs complicados. Os grandes conjuntos do gRNA foram encontrados em colaboração com a membrana do ER, visto que os virions embalados que aparecem porque os puncta bem-separados do gRNA do nanoscale não são conectados frequentemente ao ER. O DMVs é enchido com o dsRNA às extensões diferentes. Algum DMVs está anexado ainda à membrana do ER, quando outro brotar fora. Este DMVs é separado da membrana complicada, onde os conjuntos do gRNA parecem ser os produtos da réplica activa.

Os puncta dobro-encalhados do RNA não colocalize com o segundo estômago endoplasmic (ER). Os resultados mostraram que os puncta que são mais do que cem nanômetros do sinal do ER foram eliminados provavelmente do resto da área - sugerir o RNA dobro-encalhado ao lado do ER poderia indicar as vesículas da dobro-membrana que brotam fora da membrana do ER.

“Interessante, os puncta do dsRNA não foram visualizados pela etiqueta que da proteína da membrana do ER nós nos usamos neste estudo, sugerindo que a composição e assim propriedade da membrana manipulada viral pudesse ser diferente do resto do ER, ou o raio de curvatura alto do DMVs ou da membrana é povoado demasiado densa com proteínas virais impossibilitou o nativo da etiqueta da único-passagem ao ER.”

Os puncta do RNA do guia do nanoscale etiquetados virions tenderam a ter sinal dobro-encalhado não vizinho do RNA. Quando colocalized, os grandes conjuntos do RNA do guia drapejados com puncta dobro-encalhados do RNA na beira foram notados.

Quando o vírus foi expor ao remdesivir, diminuiu o sinal fluorescente confocal do guia e dobro-encalhou o RNA. Remdesivir igualmente diminuiu o lado mediano de conjuntos do RNA do guia. Ao contrário, o tamanho mediano de puncta dobro-encalhados do RNA aumentou.

Os resultados pavimentam a maneira a outras avenidas da pesquisa que olham em como o RNA é liberado das vesículas da dobro-membrana para o conjunto ou a tradução do virion. Os resultados confirmam a utilidade da imagem lactente da super-definição da fluorescência da multi-cor para estudar estas perguntas.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

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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