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Los investigadores desarrollan la nueva técnica de proyección de imagen para estudiar acciones recíprocas del coronavirus-ordenador principal del nanoscale

Para prevenir los pandémicos futuros, los científicos deben recopilar tanta información sobre el coronavirus como sea posible. Previamente, MERS y el SARS son más mortales que el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática pero tienen un de tarifa reducida de la transmisión. Por otra parte, SARS-CoV-2 se ha extendido más rápidamente entre gente pero tiene un más poco arriesgado de la muerte que los otros dos virus. Los tratamientos futuros del coronavirus que se convierten requerirán una mayor comprensión de las acciones recíprocas del virus-ordenador principal.

Los leus S. Qi de Universidad de Stanford, de California, y de colegas publicaron la investigación que mostraba un marco potencial para caracterizar mejor la biología de los coronaviruses. Mientras que la mayoría de las técnicas de proyección de imagen de alta resolución muestran el ciclo vital de coronaviruses, el determinar viral o las proteínas y los genomas del ordenador principal sigue siendo mal entendido. Su proyección de imagen multicolora de la estupendo-resolución del uso de los resultados permite que estudien las partes nanoscopic del coronavirus, incluyendo el ARN.

Los autores escriben:

“Ampliamente, prevemos que los esfuerzos futuros aplicarán técnicas de proyección de imagen avance 3D del SR así como la combinación de la proyección de imagen de la único-molécula y de la tomografía del cryo-electrón para lograr la resolución del nanómetro y la especificidad molecular exquisita simultáneamente para la investigación de la virología.”

El estudio “proyección de imagen multicolora de la estupendo-resolución para estudiar el ARN humano del coronavirus durante la infección celular” fue publicado recientemente en el servidor del bioRxiv*preprint.

Cómo lo hicieron

Los investigadores combinaron microscopia confocal y de la estupendo-resolución para crear un marco multicolor y de la multi-escala de la fluorescencia de la proyección de imagen. La herramienta se diseña para visualizar acciones recíprocas espaciales entre RNAs viral y diversas áreas de la célula huesped en diversos escenarios de la infección viral.

Este estudio utilizó el coronavirus modelo HCoV-229E para caracterizar diversas estructuras del ARN de la guía durante la infección.

Resultados

Usando la técnica de la microscopia de la novela permitió que los investigadores observaran irregular y extendido membrana-como atados del ARN de la guía durante la infección. Los atados desplegados como infección viral progresaron con el potencial de crecer hasta 9 micrones cuadrados.

los puncta de las formas del dsRNA se separaron del ER mientras que los atados del gRNA se asocian con frecuencia a la reconstrucción bicolor del SR del ER (a) de una célula en 24 h p.i donde el ER (gris) y los dsRNAs (verde) etiqueta. Barra de la escala: μm 5. (b) Encabritado de la región encajonada. el dsRNA forma los puncta compactos que aparecen en regiones fuera de la red del ER. (c) Reconstrucción bicolor del SR de una célula donde el ER (gris) y el gRNA (magenta) etiqueta. Barra de la escala: μm 5. (d) Encabritados de la región encajonada verde. el gRNA forma los atados de diversas tallas, algunos de los cuales exhibe límites mal definidos. La red extendida de atados a menudo se asocia de cerca a la membrana del ER. (e) Una población del ARN genomic forma los pequeños puncta de las tallas similares que no se asocian al ER (cf. cuadro 3). (f) reconstrucción del SR del Uno-color del gRNA en 12 h p.i. Inserción: Imagen del DL del mismo campo visual. Barra de la escala: µm 5. La barra de color indica el número de detecciones de la único-molécula dentro de cada pixel. Encabritados (del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO) de las regiones encajonadas coloreadas. Los atados grandes del genoma viral aparecen perinucleares y extienden hasta algunos micrones.
el dsRNA forma los puncta separados del ER mientras que los atados del gRNA se asocian con frecuencia a la reconstrucción bicolor del SR del ER (a) de una célula en 24 h p.i donde el ER (gris) y los dsRNAs (verde) etiqueta. Barra de la escala: μm 5. (b) Encabritado de la región encajonada. el dsRNA forma los puncta compactos que aparecen en regiones fuera de la red del ER. (c) Reconstrucción bicolor del SR de una célula donde el ER (gris) y el gRNA (magenta) etiqueta. Barra de la escala: μm 5. (d) Encabritados de la región encajonada verde. el gRNA forma los atados de diversas tallas, algunos de los cuales exhibe límites mal definidos. La red extendida de atados a menudo se asocia de cerca a la membrana del ER. (e) Una población del ARN genomic forma los pequeños puncta de las tallas similares que no se asocian al ER (cf. cuadro 3). (f) reconstrucción del SR del Uno-color del gRNA en 12 h p.i. Inserción: Imagen del DL del mismo campo visual. Barra de la escala: µm 5. La barra de color indica el número de detecciones de la único-molécula dentro de cada pixel. Encabritados (del SOLDADO ENROLLADO EN EL EJÉRCITO) de las regiones encajonadas coloreadas. Los atados grandes del genoma viral aparecen perinucleares y extienden hasta algunos micrones.

Los investigadores observaron aproximadamente 70 puncta del ARN de la guía del nanómetro en la célula en la infección entera.

“Mientras que una parte de estos puncta pueden ser gRNA libre localizado lejos del ER, tales objetos deben aparecer más grandes como resultado de la etiqueta de una región de 3000 puntos de ebullición. Combinado con la raleza observada de estos objetos, podemos razonablemente asumir que una gran parte de estos puncta del nanoscale son virions,” escribimos a las personas.

De hecho, el ARN de la guía apareció en densidades más altas y puede indicar los paquetes de la vesícula con virions potenciales.

Los resultados también capturaron un ARN doble-trenzado más grande que formó los puncta grandes y circular-dados forma aproximadamente 450 nanómetro en diámetro. Mientras que progresó la infección viral, el número de puncta doble-trenzados del ARN también aumentó. Sin embargo, la talla de los puncta doble-trenzados del ARN seguía siendo constante. De acuerdo con las observaciones y la forma circular del ARN, los investigadores sugieren que los puncta son probables en las membranas del lípido de las vesículas de la doble-membrana.

el modelo SR-basado del gRNA de HCoV-229E y el modelo de la distribución A del dsRNA que mostraba la organización espacial de un HCoV-229E infectaron la célula. La membrana del ER se modifica para crear ambas membranas y DMVs enrollados. Los atados grandes del gRNA fueron encontrados en asociación con la membrana del ER, mientras que los virions cargados que aparecen pues los puncta bien-separados del gRNA del nanoscale no se conectan a menudo con el ER. El DMVs se llena del dsRNA a diversos fragmentos. Algún DMVs todavía se sujeta a la membrana del ER, mientras que otros han florecido lejos. Este DMVs se separa de la membrana enrollada, donde los atados del gRNA aparecen ser los productos de la réplica activa.
el modelo SR-basado del gRNA de HCoV-229E y el modelo de la distribución A del dsRNA que mostraba la organización espacial de un HCoV-229E infectaron la célula. La membrana del ER se modifica para crear ambas membranas y DMVs enrollados. Los atados grandes del gRNA fueron encontrados en asociación con la membrana del ER, mientras que los virions cargados que aparecen pues los puncta bien-separados del gRNA del nanoscale no se conectan a menudo con el ER. El DMVs se llena del dsRNA a diversos fragmentos. Algún DMVs todavía se sujeta a la membrana del ER, mientras que otros han florecido lejos. Este DMVs se separa de la membrana enrollada, donde los atados del gRNA aparecen ser los productos de la réplica activa.

Los puncta doble-trenzados del ARN no colocalize con el retículo endoplásmico (ER). Las conclusión mostraron que los puncta que son más que cientos nanómetros de la señal del ER fueron cortados probablemente del descanso del área - sugerir el ARN doble-trenzado al lado del ER podría indicar las vesículas de la doble-membrana que florecían de la membrana del ER.

“Interesante, los puncta del dsRNA no fueron visualizados por la escritura de la etiqueta de la proteína de la membrana del ER que utilizamos en este estudio, sugiriendo que la composición y así propiedad de la membrana manipulada viral puede ser diferente del descanso del ER, o el alto radio de curvatura del DMVs o de la membrana se puebla demasiado denso con las proteínas virales impidió al natural en una pasada de la escritura de la etiqueta al ER.”

Los puncta del ARN de la guía del nanoscale etiqueta los virions tendieron a tener señal doble-trenzada no vecina del ARN. Mientras que no estaban colocalized, los atados grandes del ARN de la guía cubiertos con los puncta doble-trenzados del ARN en la banda fueron observados.

Cuando el virus fue expuesto al remdesivir, disminuyó la señal fluorescente confocal de la guía y doble-trenzó el ARN. Remdesivir también disminuyó el lado mediano de los atados del ARN de la guía. En cambio, la talla mediana de los puncta doble-trenzados del ARN aumentó.

Las conclusión pavimentan la manera a otras avenidas de la investigación que observan en cómo el ARN se libera de las vesículas de la doble-membrana para el montaje o la traslación del virion. Los resultados confirman la utilidad de la proyección de imagen multicolora de la estupendo-resolución de la fluorescencia para estudiar estas preguntas.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

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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