Tuần trước, các nhà khoa học đã chứng minh rằng các electron có hình tròn - một khám phá đã ném các nhà vật lý vào một cái đuôi. Bây giờ, các nhà khoa học khác có thể mất tinh thần như nhau khi nghe rằng điều ngược lại là đúng về một chủ đề tròn nghi vấn khác: virus hình cầu. Hóa ra họ không tròn như mọi người nghĩ, một nghiên cứu mới phát hiện ra.
Theo nghiên cứu, những cảm giác của những người yêu thích hình cầu thất vọng, những phát hiện có thể đóng một vai trò quan trọng trong lĩnh vực virus học: Chúng có thể ảnh hưởng đến cách nghiên cứu virus và có thể tác động đến các chiến lược được sử dụng để điều trị các bệnh do virus.
Một số loại vi-rút là icosah thờ, hoặc 20 mặt. Kể từ những năm 1950, những virus này được xem như những quả cầu đối xứng, với 20 mặt hình tam giác phân bố đồng đều trên bề mặt của chúng.
Michael Rossmann, giáo sư của Khoa Sinh học, cho biết, hình học giả định từ lâu của các loại virus này được hình thành từ sự hiểu biết của các nhà khoa học về cách thức sao chép protein, cho thấy virus được tạo ra từ nhiều bản sao giống nhau của cùng một cấu trúc protein. Khoa học tại Đại học Purdue ở Indiana. Do đó, tất cả các bản sao giống hệt nhau này sẽ kết hợp với nhau để tạo thành một hình dạng đối xứng.
Thật vậy, việc kiểm tra các virus hình cầu dưới kính hiển vi từ những năm 1950 đã củng cố khái niệm về tính đối xứng của chúng. Tuy nhiên, hóa ra các nhà khoa học không nhìn thấy toàn bộ bức tranh.
Vì vậy, thật bất ngờ khi Rossmann và các đồng nghiệp của mình phát hiện ra rằng flavVDes - một chi bao gồm Zika và sốt xuất huyết - là không đối xứng, ông giải thích.
"Bởi vì trong nhiều thập kỷ, tất cả các nghiên cứu về virus đều có sự đối xứng, chúng tôi đã không xem xét các virus một cách cẩn thận. Chúng tôi đã đưa ra các giả định vượt qua các biến thể đó", Rossmann nói với Live Science.
Một bề mặt gập ghềnh
Trong nghiên cứu mới, được công bố trực tuyến ngày 22 tháng 10 trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Science, Rossmann và cộng sự đã sử dụng kính hiển vi điện tử cryo hay còn gọi là cryo-EM để tạo ra các mô hình 3D độ phân giải cao của flavler. Bằng cách làm lạnh mẫu vật đến nhiệt độ cực cao, cryo-EM tiết lộ chi tiết về virus ở cấp độ nguyên tử.
Do các virus hình cầu được cho là hình cầu hoàn hảo, phương pháp này thường được hoàn thiện với một kỹ thuật xử lý được gọi là yêu cầu đối xứng, tạo ra một mô hình đối xứng từ dữ liệu, các nhà khoa học báo cáo.
Đối với nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã bỏ qua bước cuối cùng đó. Họ đã xem xét các virus Kunjin chưa trưởng thành và trưởng thành (một loại vi rút West Nile) và ở cả hai dạng, chúng phát hiện ra những vết sưng ở một bên của virus. Nói cách khác, tạm biệt đối xứng.
Các nghiên cứu cho biết, những vết sưng này hình thành khi một con virus non đâm ra từ một con virus khác bên trong tế bào chủ. Khi các protein trong màng ngoài của virut mới tranh giành để đóng cửa, chúng tạo thành một hình dạng không hoàn hảo như các khía cạnh khác trên bề mặt của virut, đồng tác giả nghiên cứu Richard Kuhn, cũng là giáo sư của Khoa Sinh học của Purdue Khoa học.
"Cổ của hạt vừa chớm nở này trở nên rất hẹp khi nó véo ra và lớp vỏ xung quanh bắt đầu va vào nhau", Kuhn nói trong một tuyên bố. "Chúng tôi nghĩ rằng họ có thể không lấy đúng số lượng protein để tạo ra một icosahedron và kết quả là một hạt có một biến dạng ở một bên."
Các nhà khoa học cũng phát hiện ra rằng virus chưa trưởng thành có nucleocapsid định vị không đều, hoặc cấu trúc lõi. Trong các virus trẻ, lõi nằm gần một bên của lớp vỏ bên ngoài, mặc dù nó được đặt lại vào trung tâm vào thời điểm virus trưởng thành, các nhà nghiên cứu đã viết trong nghiên cứu.
Rossmann cho biết những bất thường mới này có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về cách thức các virut mới tự tập hợp khi chúng phát triển trong một tế bào bị nhiễm bệnh và phát hiện ra các tính năng này và cách chúng hoạt động có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu các mục tiêu mới để điều trị bằng thuốc kháng vi-rút, Rossmann nói.
"Bất kỳ loại thuốc chống vi-rút nào cũng hoạt động bằng cách can thiệp vào quá trình bình thường của vòng đời vi-rút - một cách can thiệp vào nó là ngăn chặn sự lắp ráp ban đầu của vi-rút", ông nói.
