فهرست مطالب
دانشمندان با استفاده از میکروسکوپ هیبریدی ViViD-AFM توانستند ورود ویروس آنفولانزا را به سلولهای زنده به طور دقیق و لحظهای مشاهده کنند.
به گزارش سرویس علمی تکناک، هر زمستان با خنک شدن هوا و بازگشت شالها به شانهها، مهمان قدیمی دیگری به نام ویروس آنفولانزا نیز بازمیگردد. این ویروس خود را با تب، درد عضلات و آبریزش بینی نشان میدهد، اما پشت این علائم یک جنگ میکروسکوپی در جریان است. ویروس آنفولانزا از طریق ذرات ریز معلق در هوا وارد بدن میشود. پس از ورود، از دفاعهای طبیعی بدن عبور میکند و به آرامی سلولهایی را هدف قرار میدهد که برای ادامه حیات ما حیاتی هستند.
سطح ویروس دارای دو پروتئین کلیدی است: هموگلوبین (HA) و نورآمینیداز (NA)؛ ابزارهایی که مانند کلید، مسیر ورود ویروس به سلولها و انتقال آن بین میزبانها را ممکن میکنند. ویروس آنفولانزا همانند دزدی ماهر به دنبال درهای باز میگردد. پروتئینهای HA و NA به مولکولهای اسید سیالیک روی سطح سلولها متصل میشوند و ویروس پس از چسبیدن، روی سطح سلول حرکت میکند تا سلول تغییر شکل دهد و ویروس را به داخل ببلعد؛ فرایندی که اندوسیتوز نام دارد. مشاهده نحوه نفوذ ویروس آنفولانزا به سلولها تاکنون دشوار بوده است، چرا که میکروسکوپهای معمولی قادر به ثبت این مراحل سریع و میکروسکوپی نیستند.
برای مطالعه بیشتر: دانشمندان با استفاده از نخ دندان واکسن جدیدی برای آنفولانزا ساختند
حتما بخوانید: هشدار جهانی درباره افزایش خطر آنفولانزای پرندگان برای انسانها
در یک پژوهش جدید، دانشمندانی از سوئیس و ژاپن موفق به ساخت میکروسکوپی فوقپیشرفته شدهاند که با ترکیب دو فناوری قدرتمند، میکروسکوپ نیروی اتمی (AFM) و میکروسکوپ فلورسانس، روشی نوین به نام ViViD-AFM را خلق کرده است. این سیستم هیبریدی به محققان اجازه میدهد سلولهای زنده انسانی را با جزئیات بیسابقه مشاهده کنند و بینشی لحظهای از عملکرد ویروس آنفولانزا به دست آورند.
01
از 02رقص بین ویروس آنفولانزا و سلولهای بدن
پژوهشگران برای اولین بار توانستند در ابعاد نانو روند نفوذ ویروس آنفولانزا به سلول را بهطور مستقیم ببینند. نکته شگفتآور، نقش فعال سلول هدف بود؛ سلول به جای انفعال، کشیده و جابهجا میشود و حتی تلاش میکند ویروس را کنترل کند، گویی در «رقص» با ویروس شرکت دارد. یوهای یاماوچی از ETH زوریخ این تعامل را «رقصی بین ویروس و سلول» توصیف میکند.
تیم تحقیقاتی با بهرهگیری از سیستم ViViD-AFM، نحوه حرکت ذرات منفرد ویروس آنفولانزا روی سطح سلول را تحت شرایط مختلف بررسی کرد؛ از جمله زمانی که پروتئینهای ویروس مسدود و تعداد محلهای اتصال سلول محدود بودند، همچنین انواع مختلف ویروس آزمایش شدهاند. علاوه بر این، تغییرات غشای سلول قبل و حین ورود ویروس مورد مطالعه دقیق قرار گرفت.
دانشمندان برای مشاهده دقیق ویروس آنفولانزا، از برچسبهای فلورسانس استفاده میکنند که باعث درخشش ویروس میشود. با وجود این، ابزار جدید ViViD-AFM بدون هیچ برچسبی قادر به ردیابی ویروس است. این روش امکان مشاهده همزمان ساختار سلول و سیگنالهای فلورسانس ویروس را فراهم میکند و تصویری دقیق از نحوه اتصال و تعامل پروتئینهای ویروس با سلول ارائه میدهد.
بیشتر بخوانید: افزایش شیوع آنفولانزا و آسیب مغزی آن در کودکان
خبر پیشنهادی: این آدامس ویروسهای آنفولانزا و تبخال را نابود میکند
مطالعات نشان داده است که ویروس آنفولانزا برای ورود به سلول به برآمدگیهای بزرگتر روی سطح سلول نیاز دارد. این برآمدگیها از پروتئین اکتین ساخته شدهاند که شکلدهی سلول را ممکن میکند و توسط برخی مهارکنندهها متوقف نمیشوند؛ این اتفاق نشان میدهد که روند ورود مشابه دیگر فعالیتهای طبیعی سلول است. پس از اتصال ویروس به خوشههای گیرنده، سیگنالهایی ارسال میشود که سلول را وادار میکند ویروس را در پوشش کلترین قرار دهد و برآمدگی اکتینی ایجاد کند تا ویروس به داخل کشیده شود. سپس ویروس در یک وزیکول محصور میشود و به سمت هسته سلول هدایت میگردد.
02
از 02نقش تکنیک جدید در صنعت داروسازی
این تکنیک میتواند در توسعه داروهای آینده نیز نقش کلیدی داشته باشد؛ پژوهشگران میتوانند عملکرد داروهای ضدویروس را بهطور مستقیم در سلولهای زنده ارزیابی کنند و نتایج را بهصورت لحظهای مشاهده نمایند. همچنین این ابزار قابلیت مطالعه رفتار سایر ویروسها و تعامل واکسنها با سلولها را دارد. ViViD-AFM میتواند پنجرهای نوین به دنیای پیچیده سلولها باشد؛ مشاهده ورود ویروسها، آزادسازی وزیکولهای خارجسلولی و حتی ورود نانوذرات دارویی را ممکن میسازد. در مجموع، این ابزار مانند لنزی چندمنظوره است که میتواند درک ما از تعامل سلولها با ویروسها و داروها را متحول کند و راه را برای اکتشافات جدید در زیستشناسی و داروسازی باز نماید.
نتایج این مطالعه در نشریه PNAS منتشر شده است.
