Дослідники вперше зафіксували утворення окремих вірусів у режимі реального часу і подивилися на кінетику їх складання.
Сьогодні вчені в змозі розшифрувати структуру вірусів аж до кожного атома в білку. Однак, біологи дотепер слабо уявляють собі процес складання окремих фрагментів вірусів в єдине ціле. Відкрити завісу таємниці вдалося вченим з Гарвардської школи інженерних і прикладних наук імені Джона Полсона. Вони створили метод, який дозволяє в реальному часі стежити за появою на світ цих небезпечних, але дуже цікавих організмів.
У своїй роботі вчені зосередилися на одноланцюгових РНК-вірусів — найпоширенішому їх типі на Землі. У людей РНК-віруси відповідальні, зокрема, за лихоманку Західного Нілу, гастроентерит, хвороби рук, ніг і порожнини рота, поліомієліт та застуду. Ці віруси, як правило, дуже прості.
У новій роботі дослідники вивчили вірус, який вражає бактерії E. coli. Він становить близько 30 нанометрів в діаметрі і має один шматок РНК, з приблизно 3600 нуклеотидами і 180 ідентичними білками. Білки шикуються в шестикутники і п’ятикутники, утворюючи навколо РНК структуру, схожу на футбольний м’яч, яка називається капсидом. Як білки примудряються складатися в таку форму? Це довгий час залишалося незрозумілим. Досі ніхто не міг спостерігати вірусну збірку в реальному часі, тому що і вихідні речовини та продукти дуже малі, а взаємодія між ними дуже слабке.
Відео формування вірусів /©PAULSON SCHOOL OF ENGINEERING AND APPLIED SCIENCES
Для спостереження за вірусами дослідники використовували оптичний метод, відомий як інтерферометрична розсіююча мікроскопія, в якій світло, розсіяне від об’єкта, створює темну пляму в промені світла. Цей метод не розкриває структуру вірусу, але він показує розмір його оболонки і його зміну з часом.
Дослідники прикріпили нитки РНК вірусів до субстрату, подібно стеблам квітки, і змусили білки текти по поверхні. Потім, використовуючи інтерферометричний мікроскоп, вони спостерігали, як з’являються темні плями, які поступово ставали все темніше, поки не досягли розмірів повністю вирослих вірусів. Реєструючи інтенсивність цих зростаючих плям, дослідники могли фактично визначити, скільки білків прикріплялося до кожної нитки РНК з плином часу.