तकनीक को ट्रैक कर सकते हैं अणु वास्तविक समय में, कमरे के तापमान पर — ScienceDaily


वायरस डरावना है । वे पर आक्रमण हमारी कोशिकाओं की तरह अदृश्य सेनाओं, और प्रत्येक प्रकार की अपनी रणनीति के हमले. जबकि वायरस नाश समुदायों के मनुष्यों और पशुओं में, वैज्ञानिकों ने हाथापाई करने के लिए वापस लड़ाई. कई का उपयोग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी, एक उपकरण है कि कर सकते हैं “देख” क्या अलग-अलग अणुओं में वायरस कर रहे हैं. अभी तक यहां तक कि सबसे अधिक परिष्कृत प्रौद्योगिकी की आवश्यकता है कि नमूना जमे हुए किया जा सकता है और स्थिर पाने के लिए उच्चतम संकल्प.

अब, भौतिकविदों से यूटा विश्वविद्यालय का बीड़ा उठाया है एक तरह से इमेजिंग के वायरस की तरह कणों वास्तविक समय में कमरे के तापमान पर, साथ, प्रभावशाली संकल्प. एक नए अध्ययन में, इस विधि से पता चलता है कि जाली है, जो रूपों के प्रमुख संरचनात्मक घटक मानव इम्यूनो वायरस (एचआईवी), गतिशील है । डिस्कवरी की एक diffusing जाली से बनाया झूठ और GagPol प्रोटीन, लंबे समय से विचार किया जा करने के लिए पूरी तरह से स्थिर है, खोलता है नए संभावित उपचारों.

जब एचआईवी के कणों कली एक संक्रमित कोशिका से, वायरस के अनुभव के एक समय के अंतराल से पहले वे बन संक्रामक है । प्रोटीज, एक एंजाइम है कि एम्बेडेड है के रूप में एक आधा-अणु में GagPol प्रोटीन चाहिए, बांड के लिए इसी तरह की अन्य अणुओं में एक प्रक्रिया बुलाया dimerization. इस से चलाता वायरल परिपक्वता की ओर जाता है कि संक्रामक कणों. कोई नहीं जानता कि कैसे इन आधा प्रोटीज के अणुओं के एक दूसरे को खोजने और dimerize, लेकिन यह हो सकता है के साथ करने के लिए पुनर्व्यवस्था के जाली द्वारा गठित झूठ और GagPol प्रोटीन रखना है कि बस के अंदर वायरल लिफाफा. झूठ है प्रमुख संरचनात्मक प्रोटीन और दिखाया गया हो करने के लिए पर्याप्त इकट्ठा करने के लिए वायरस की तरह कणों. झूठ अणुओं के रूप में एक जाली हेक्सागोनल संरचना के साथ intertwines कि खुद के साथ miniscule अंतराल के साथ interspersed. नई विधि से पता चला है कि झूठ प्रोटीन जाली नहीं है एक स्थिर से एक है.

“इस विधि को एक कदम और आगे का उपयोग कर माइक्रोस्कोपी है कि परंपरागत रूप से केवल स्थिर जानकारी. इसके अलावा करने के लिए नए माइक्रोस्कोपी के तरीकों, हम इस्तेमाल एक गणितीय मॉडल और जैव रासायनिक प्रयोगों को सत्यापित करने के लिए जाली गतिशीलता,” ने कहा कि सीसा लेखक Ipsita साहा, स्नातक अनुसंधान सहायक पर यू विभाग के भौतिकी और खगोल विज्ञान है. “इसके अलावा, वायरस एक प्रमुख निहितार्थ की विधि है कि आप देख सकते हैं कैसे अणुओं कदम के आसपास के साथ एक सेल में. आप अध्ययन कर सकते हैं किसी भी जैव चिकित्सा संरचना के साथ।”

कागज में प्रकाशित Biophysical जर्नल 26 जून, 2020.

मानचित्रण एक nanomachine

वैज्ञानिकों को नहीं देख रहे थे के लिए गतिशील संरचनाओं पहली बार में-वे बस चाहता था अध्ययन करने के लिए झूठ प्रोटीन जाली. साहा के नेतृत्व में दो साल के प्रयास करने के लिए “हैक” माइक्रोस्कोपी तकनीक सक्षम होने के लिए अध्ययन करने के लिए वायरस कणों कमरे के तापमान पर निरीक्षण करने के लिए उनके व्यवहार में वास्तविक जीवन में. के पैमाने पर वायरस miniscule है-के बारे में 120 नैनोमीटर व्यास में-तो साहा इस्तेमाल किया interferometric photoactivated स्थानीयकरण माइक्रोस्कोपी (iPALM).

सबसे पहले, साहा टैग की गईं झूठ के साथ एक फ्लोरोसेंट प्रोटीन कहा जाता है Dendra2 और उत्पादन वायरस की तरह कणों के परिणामस्वरूप झूठ-Dendra2 प्रोटीन. इन वायरस की तरह कणों कर रहे हैं के रूप में एक ही एचआईवी के कणों, लेकिन केवल के झूठ-Dendra2 प्रोटीन जाली संरचना है । साहा से पता चला है कि जिसके परिणामस्वरूप झूठ-Dendra2 प्रोटीन इकट्ठे वायरस की तरह कणों के रूप में एक ही तरह के वायरस की तरह कण बने नियमित रूप से झूठ प्रोटीन. फ्लोरोसेंट अनुलग्नक की अनुमति दी iPALM करने के लिए छवि के कण के साथ एक 10 नैनोमीटर संकल्प के साथ । वैज्ञानिकों ने पाया है कि प्रत्येक immobilized वायरस की तरह कण शामिल 1400 करने के लिए 2400 झूठ-Dendra2 प्रोटीन की व्यवस्था में एक जाली हेक्सागोनल. जब वे का इस्तेमाल किया iPALM डेटा के पुनर्निर्माण के लिए एक समय चूक की छवि जाली, यह प्रकट है कि जाली के झूठ-Dendra2 थे स्थिर नहीं समय के साथ. सुनिश्चित करने के लिए, वे स्वतंत्र रूप से सत्यापित यह दो मायनों में: गणितीय और biochemically.

पहला, वे विभाजित प्रोटीन जाली में अलग अलग क्षेत्रों. का उपयोग कर एक सहसंबंध विश्लेषण, वे परीक्षण कैसे प्रत्येक खंड के साथ सहसंबद्ध समय के साथ खुद, से 10 करने के लिए 100 सेकंड है । यदि प्रत्येक खंड के लिए जारी रखा के साथ सहसंबंधी ही, प्रोटीन स्थिर थे. अगर वे खो दिया है के संबंध में, प्रोटीन था, दूर तक फैला हुआ है. उन्होंने पाया कि समय के साथ, प्रोटीन काफी गतिशील है ।

दूसरा तरीका है कि वे सत्यापित गतिशील जाली था biochemically. इस प्रयोग के लिए, वे बनाया वायरस की तरह कणों जिसका जाली के शामिल के 80% झूठ जंगली प्रकार के प्रोटीन, 10% के झूठ के साथ टैग की गईं तस्वीर है, और 10% के झूठ के साथ टैग की गईं हेलो. स्नैप और हेलो कर रहे हैं कि प्रोटीन से बाइंड कर सकते हैं एक linker बांधता है जो उन्हें एक साथ हमेशा के लिए. विचार था कि क्या पहचान करने के अणुओं में प्रोटीन जाली रुके स्थिर, या अगर वे चले गए पदों.

“झूठ-प्रोटीन खुद को इकट्ठा बेतरतीब ढंग से. स्नैप और हेलो अणुओं हो सकता है के भीतर कहीं भी जाली — कुछ हो सकता है एक दूसरे के करीब है, और कुछ दूर हो जाएगा,” साहा ने कहा. “अगर जाली में परिवर्तन, वहाँ एक मौका है कि अणुओं के करीब आते हैं।”

साहा शुरू की एक अणु कहा जाता है Haxs8 में वायरस कणों की तरह. Haxs8 एक dimerizer — है कि एक अणु covalently बांध तस्वीर और हेलो प्रोटीन जब वे कर रहे हैं के भीतर बाध्यकारी त्रिज्या के साथ एक दूसरे को. अगर तस्वीर या प्रभामंडल के अणुओं कदम एक दूसरे के बगल में, वे उत्पादन करेंगे एक dimerized जटिल है । वह ट्रैक इन dimerized जटिल सांद्रता से अधिक का समय है । यदि एकाग्रता बदल गया है, यह संकेत मिलता है कि नए जोड़े अणुओं के एक दूसरे को पाया. यदि एकाग्रता में कमी आई है, यह संकेत होता प्रोटीन के अलावा तोड़ दिया. किसी भी तरह से, यह संकेत मिलता है कि आंदोलन जगह ले लिया था. उन्होंने पाया कि समय के साथ, प्रतिशत के dimerized जटिल वृद्धि हुई है, हेलो और तस्वीर चुप प्रोटीन से आगे बढ़ रहे थे सब पर जाली और आने वाले समय के साथ साथ.

एक नए उपकरण का अध्ययन करने के लिए वायरस

यह पहला अध्ययन है कि दिखाने के लिए प्रोटीन की जाली संरचना एक छा वायरस गतिशील है । इस नए उपकरण के लिए महत्वपूर्ण होगा बेहतर समझ होती है कि परिवर्तन के भीतर जाली के रूप में नए वायरस कणों से जाना अपरिपक्वता के लिए खतरनाक संक्रामक है ।

“क्या कर रहे हैं के आणविक तंत्र है कि नेतृत्व करने के लिए संक्रमण? यह ऊपर खोलता है एक नई लाइन के अध्ययन ने कहा,” साहा. “यदि आप कर सकते हैं बाहर आंकड़ा है कि प्रक्रिया है, हो सकता है कि आप कुछ कर सकते हैं उन्हें से रोकने के लिए एक दूसरे को खोजने की तरह, एक प्रकार की दवा होता है कि वायरस बंद करो अपने पटरियों में.”

कहानी का स्रोत:

सामग्री द्वारा ही प्रदान की जाती यूटा विश्वविद्यालय. मूल द्वारा लिखित लिसा पॉटर. नोट: सामग्री संपादित किया जा सकता है के लिए शैली और लंबाई ।



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