Ученые впервые получили трехмерную атомную фотографию вируса

19 Июня 2017

МОСКВА, 19 июня Физики из Германии смогли достигнуть первую полноценную атомную фотографию микроба, разработав методику сверхбыстрого просвечивания трехмерных биологических материалов при помощи рентгена, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature Methods.

Понимание того, как устроена трехмерная молекула белка или любого другого химическое вещества, позволяет нам раскрывать то, какую роль он играет в работе клеток и организма. К примеру, строма белкового абордажного крюка вируса, при помощи которого он прикалывается к клеточной мембране, может помочь нам защитить клеточку от его проникновения, рассказывает Дэвид Стюарт (David Stuart) из Оксфордского университета (Великобритания).

Сложные белковые молекулы в наших организмах заключаются из нескольких тысяч аминокислот, чьи цепочки часто бывают закручены в сложную форму благодаря взаимодействиям между отдельными звеньями этих пептидных цепей. Пока микробиологи не до конца раскрыли императивы, по которым белки зачислять приобретают определенную форму, и которые позволяют определять форму молекулы по ее формуле.

Как рассказывает Стюарт, ученые достаточно давно пытаются приспособить эту методику для получения атомных фотографий отдельных клеток, бактерий и вирусов. Все попытки получить подобные снимки исчезали по той причине, что живые организмы достаточно сложно законсервировать, не разрушив их при этом, а сам рентген быстро уничтожает молекулы на их поверхности и не позволяет достигнуть качественные трехмерные снимки всего микроба или вируса в целом.

Для решения этой ситуации Стюарт и его команда учредили новую методику фотографирования вирусов, которую они назвали серийной кристаллографией. Ее главным отличием от обычной методики рентгеновской кристаллографии является то, что она не требует заморозки изучаемых образцов и поэтому работает при комнатной температуре.

Ее ключевой частью является специальная кремниевая пластинка с большим количеством пор, размеры которых подобраны таким образом, что частицы микроба застревают в них и теряют подвижность. Просвечивая каждую подобную ловушку при помощи рентгеновского луча, ученые могут получать подобные по атомной структуре той стрекочи вируса, которая выглядывает из поры, и объединять их для получения полной трехмерной картинки.

Подобный подход, как рассказывает Стюарт, позволил его команде достигнуть фотографии вируса BEV2, удивляющего крупный рогатый скот и вызывающего выкидыши, потратив всего 14 минут времени на просвечивание чипа при помощи сверхмощного рентгеновского луча LCLS, установленного в американском Национальном ускорительном центре SLAC.

Каждый пиксель на картинке, которую получили Стюарт и его коллеги, занимает какого-то 0, 23 нанометра, что позволяет видеть отдельные атомы и группы молекул на поверхности оболочки вируса и внутри ее.

В ближайшее время физики планируют увеличить огромное количество пор в пластинке в 10 раз и приспособить их для работы с более крупными и сложными вирусами. Кроме того, использование европейского лазера XFEL, способного вырабатывать до 27 тысяч мощных, но коротких импульсов рентгена в секунду, позволит получать подобные трехмерные снимки еще быстрее, чем преждевременнее, что ускорит поиск вакцин и лекарств от ВИЧ и других вирусных заболеваний.

Редактор рубрики

Олег Кудрин

Место события на карте мира:

Ученые впервые получили трехмерную атомную фотографию вируса

комментарии (0)

Другие интересные новости

Умер звезда сериала "Спасатели Малибу"