מאז גילוי המיקרוסקופ, מדענים ניסו לדמיין מבנים קטנים יותר ויותר כדי לספק תובנות על פעולתם הפנימית של תאים אנושיים, חיידקים ווירוסים. כעת, חוקרים פיתחו דרך חדשה לראות מבנים זעירים בתוך וירוסים.

מיקרוסקופיה קונבנציונלית קריו-אלקטרון (cryo-EM) אפשרה לחוקרים לדמיין את פני השטח של וירוסים בפירוט רב. אבל מדענים לא הצליחו לדמיין בבירור מבנים בתוך וירוסים. הליכי Cryo-EM משתמשים בקרינה, ומינונים גבוהים יותר פוגעים בנגיפים, והורסים את אותם מבנים שחוקרים היו רוצים לראות.

צוות בראשות ד"ר אלסדיר סטיבן מהמכון הלאומי לדלקת פרקים ומחלות שרירים ושלד ועור (NIAMS) וד"ר לינדזי בלאק בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת מרילנד חקר סוג של וירוס שמדביק חיידקים ולכן עשוי להיות יום אחד בשימוש להילחם בפתוגנים. מחקרים קודמים הראו שהנגיף, הנקרא ϕKZ, מכיל מבנה חלבוני גלילי הנקרא הגוף הפנימי. מחקרים אלה, לעומת זאת, השתמשו בווירוסים מופרעים. לא ניתן להבחין בין הגוף הפנימי ל-DNA המקיף אותו בנגיפים שלמים באמצעות cryo-EM קונבנציונלי.

בגיליון 13 בינואר 2012 של מדע, תיארו החוקרים כיצד הצליחו להפוך את בעיית נזקי הקרינה לנכס. הם הבינו שהחלבונים בתוך הנגיף רגישים יותר מ-DNA לנזקי קרינה. לאחר הקלטת תמונות של הנגיף עם מינונים נמוכים של קרינה, הם השתמשו במינונים גבוהים יותר. כשהמבנה הפנימי התדרדר, הוא נראה כגליל של בועות. הצוות הצליח להרכיב את התמונות, ובאמצעות שחזור מחשב תלת-ממדי, לדמיין בבירור את המבנה הויראלי. החוקרים קוראים לטכניקה שלהם הדמיית בובעגרם.

בהתבסס על הצורה והמיקום של הגוף הפנימי, החוקרים מאמינים שהוא עוזר לארגן את ה-DNA לתוך המבנה הקומפקטי שלו. בעתיד, הדמיית בועות עשויה להניב תובנות נוספות על פעולתם הפנימית של וירוסים ולהציע אסטרטגיות לפיתוח טיפולים חדשים.

המדענים צופים שימושים אחרים גם להדמיית בובלגרם. לדוגמה, זה יכול לשמש כדי לדמיין את האינטראקציות של חלבונים עם DNA בתאים אנושיים.

"הליך ה-cryo-EM החדש הזה הופך חלבונים שלא היו נראים בעבר נראים, ובכך יספק הבנה חדשה של ביולוגיה של התא", אומר סטיבן.

קישורים קשורים:

 מבני החיים:

• http://publications.nigms.nih.gov/structlife/index.html
• מעבדת NIAMS למחקר ביולוגיה מבנית:
  http://www.niams.nih.gov/Research/Ongoing_Research/Branch_Lab/Structural_Biology/default.asp

סעיף מקור: http://www.nih.gov/researchmatters/january2012/01302012viruses.htm