เมื่อสัปดาห์ที่แล้วนักวิทยาศาสตร์พิสูจน์ว่าอิเล็กตรอนกลม - การค้นพบที่ทำให้นักฟิสิกส์กลายเป็นหางเครื่อง ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์คนอื่น ๆ อาจรู้สึกท้อแท้พอ ๆ กันที่จะได้ยินว่าสิ่งที่ตรงกันข้ามนั้นเป็นความจริงเกี่ยวกับเรื่องอื่นที่น่าสงสัย: ไวรัสทรงกลม ปรากฎว่าพวกเขาไม่ได้รอบอย่างที่ทุกคนคิดการศึกษาใหม่พบ
นอกเหนือจากความรู้สึกของคนรักทรงกลมที่ผิดหวังการค้นพบนี้อาจมีบทบาทสำคัญในด้านไวรัสวิทยา: พวกเขาอาจส่งผลกระทบต่อวิธีการศึกษาไวรัสและอาจส่งผลกระทบต่อกลยุทธ์ที่ใช้ในการรักษาโรคไวรัสตามการศึกษา
ไวรัสบางประเภทมีลักษณะเป็นไอโซซาเดริหรือ 20-sided นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 เป็นต้นมาไวรัสเหล่านี้ถูกมองว่าเป็นทรงกลมสมมาตรโดยมีเหลี่ยม 20 เหลี่ยมกระจายอย่างเท่าเทียมกันบนพื้นผิวของมัน
รูปทรงเรขาคณิตของไวรัสเหล่านี้ถูกสร้างขึ้นมาโดยความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับวิธีการเลียนแบบโปรตีนซึ่งบ่งชี้ว่าไวรัสถูกสร้างขึ้นจากสำเนาของโครงสร้างโปรตีนเดียวกันหลาย ๆ ชุด Michael Rossmann ศาสตราจารย์ภาควิชาชีววิทยากล่าว วิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Purdue ในรัฐอินเดียนา สำเนาที่เหมือนกันทั้งหมดนี้จึงมารวมกันเพื่อสร้างรูปร่างที่สมมาตร
อันที่จริงการตรวจสอบไวรัสทรงกลมภายใต้กล้องจุลทรรศน์ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1950 ได้ตอกย้ำความคิดของสมมาตร อย่างไรก็ตามปรากฏว่านักวิทยาศาสตร์ไม่เห็นภาพรวมทั้งหมด
ดังนั้นมันจึงเป็นเรื่องน่าประหลาดใจอย่างยิ่งเมื่อ Rossmann และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบว่าเชื้อ flaviviruses - สกุลที่มี Zika และไข้เลือดออกนั้นไม่สมดุลเขาอธิบาย
“ เนื่องจากเป็นเวลาหลายทศวรรษที่การศึกษาไวรัสทั้งหมดได้ทำการสมมาตรเราจึงไม่ได้มองหาไวรัสด้วยความระมัดระวังอย่างเพียงพอ
พื้นผิวเป็นหลุมเป็นบ่อ
ในการศึกษาใหม่ตีพิมพ์ออนไลน์ 22 ต.ค. ในวารสาร Proceedings ของ National Academy of Sciences, Rossmann และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้กล้องจุลทรรศน์ cryo-อิเล็กตรอนหรือ cryo-EM เพื่อสร้างแบบจำลองความละเอียดสูง 3 มิติของ flavivirus ด้วยการทำให้ชิ้นงานเย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่สูงมาก cryo-EM จะแสดงรายละเอียดของไวรัสในระดับอะตอม
เนื่องจากไวรัสทรงกลมถูกคิดว่าเป็นทรงกลมที่สมบูรณ์แบบวิธีการนี้จึงสรุปได้ด้วยเทคนิคการประมวลผลที่เรียกว่าข้อกำหนดด้านความสมมาตรซึ่งสร้างแบบจำลองสมมาตรจากข้อมูลนักวิทยาศาสตร์จึงรายงาน
สำหรับการศึกษาใหม่นักวิจัยได้ข้ามขั้นตอนสุดท้ายนั้นไป พวกเขาดูไวรัสคุนจินที่ยังไม่โตเต็มที่และเป็นผู้ใหญ่ (ชนิดย่อยของไวรัสเวสต์ไนล์) และในทั้งสองรูปแบบพวกเขาพบว่ามีการกระแทกที่ติดอยู่ด้านหนึ่งของไวรัส กล่าวอีกนัยหนึ่งบอกลาความสมมาตร
การกระแทกเหล่านี้เป็นรูปเป็นร่างเมื่อไวรัสตัวอ่อนตัวต่อจากเซลล์อื่นภายในเซลล์แม่ ในฐานะที่เป็นโปรตีนในเยื่อหุ้มชั้นนอกของไวรัสตัวใหม่จะแย่งกันเปิดช่องว่างพวกมันจะสร้างรูปร่างที่ไม่สมบูรณ์แบบเมื่อเทียบกับส่วนอื่น ๆ บนพื้นผิวของไวรัสกล่าวโดย Richard Kuhn ผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าว วิทยาศาสตร์
“ คอของอนุภาคที่มีขนาดโตนี้เริ่มแคบลงเมื่อมันบีบตัวออกมาและเปลือกหอยรอบ ๆ ก็เริ่มกระทบกัน” Kuhn กล่าวในแถลงการณ์ เราคิดว่าพวกเขาอาจจะไม่จับโปรตีนในปริมาณที่เหมาะสมในการสร้างไอโซโทปและผลลัพธ์ก็คืออนุภาคที่มีการบิดเบือนด้านหนึ่ง
นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบว่าไวรัสที่ยังไม่บรรลุนิติภาวะมีนิวคลีโอแคปไซด์หรือโครงสร้างหลักที่ไม่สม่ำเสมอ ในไวรัสอายุน้อยแกนกลางวางอยู่ใกล้กับด้านหนึ่งของเปลือกนอกแม้ว่ามันจะเปลี่ยนตำแหน่งไปที่จุดศูนย์กลางเมื่อถึงเวลาที่ไวรัสจะครบกำหนด แต่นักวิจัยก็เขียนไว้ในการศึกษานี้
Rossmann กล่าวว่าความผิดปกติที่เกิดขึ้นใหม่เหล่านี้มีความเข้าใจอย่างลึกซึ้งเกี่ยวกับวิธีการที่ไวรัสตัวใหม่รวมตัวกันเมื่อพวกมันเติบโตในเซลล์ที่ติดเชื้อและการค้นพบคุณสมบัติเหล่านี้และวิธีการทำงานของมัน
“ ไวรัสใด ๆ ที่ทำงานโดยรบกวนวงจรชีวิตปกติของไวรัส - วิธีหนึ่งในการแทรกแซงก็คือการหยุดการเริ่มต้นของไวรัส” เขากล่าว
