ویروس ها و مواد ژنتیکی
ویروس ها و مواد ژنتیکی مطلب مورد بررسی این خبر می باشند. در این خبر قصد داریم تا در مورد اینکه چگونه یک ویروس مواد ژنتیکی خود را بسته بندی می کند صحبت کنیم.
خلاصه خبر
استادان فیزیک و نجوم نظریه ای ایجاد کرده اند و مجموعه ای از شبیه سازی ها را انجام داده اند که ممکن است به توضیح چگونگی یافتن ژنوم بومی ویروس و چگونگی تشکیل کپسیدها در اطراف آن و نه در اطراف RNA های دیگر در سلول کمک کند.
ویروس RNA
ویروس های دارای RNA یا درواقع همان RNA VIRUS انواعی از ویروس ها هستند که ماده ژنتیکی آنها از نوع RNA است. RNA این ویروس‌ها معمولاً تک‌رشته‌ای (ssRNA) و در برخی موارد، آران‌ای دو رشته‌ای (dsRNA) است. این ژنوم دیکته می کند که چگونه ویروس در سلولها تکثیر شود تا درنهایت باعث ایجاد بیماری شود، همچنین ژنوم آنها دارای کد ساخت کپسید است. کپسید (به انگلیسی: capsid) پوششی پروتئینی است که اطراف ماده ژنتیکی ویروس را می‌پوشاند و باعث نفوذ راحت‌تر ویروس به داخل سلول می‌شود، پوسته پروتئینی که ژنوم را محصور می کند و مانند یک نانو ظرف از آن محافظت می کند. تیمی به سرپرستی رویا زندی، استاد فیزیک و نجوم در دانشگاه کالیفرنیا در ریورساید، تئوری ایجاد کردند و مجموعه‌ای از شبیه‌سازی‌ها را انجام داده‌اند که ممکن است به توضیح این که ویروس چگونه ژنوم بومی خود را پیدا میکند و چگونه کپسیدها در اطراف آن ژنوم پیدا شده تشکیل می‌شوند و نه اطراف RNA های دیگر در سلول کمک میکند.
چرا بررسی اینکه چگونه کپسیدها تشکیل می شوند بسیار حائز اهمیت است؟
زندی در این باره گفت: درک بهتر نحوه تشکیل کپسیدها برای دانشمندان مواد اهمیت حیاتی دارد و گامی مهم در طراحی نانوپوسته های مهندسی شده است که می تواند به عنوان وسیله ای برای رساندن دارو به اهداف خاص در بدن عمل کند.
تحقیقات انجام شده توسط دانشمندان که در ACS NANO منتشر شد نشان می دهد که تأثیر متقابل خواص مکانیکی پروتئین‌ها، اندازه ژنوم و قدرت برهمکنش بین ژنوم و پروتئین‌های کپسید، می تواند به طور قابل توجهی تقارن، ساختار و پایداری کپسید را تغییر دهد.
وقتی ویروس وارد سلول می شود کپسید باز می شود تا ژنوم از ویروس خارج شود، درنهایت این ژنومی که وارد سلول میزبان شده است از دستگاه ها و اندامک های میزبان استفاده می کند تا به تکثیر خود بپردازد. ژنوم های تکثیر شده فرایند ساخت کپسید را برای خودشان آغاز می کنند. کپسید سازی در اطراف ژنوم ویروس یک فرایند است که عمدتا در اثر برهمکنش نیروی الکتروستاتیک جاذب بین بارهای مثبت پروتئین کپسید و بارهای منفی روی ژنوم انجام می شود. اما اینکه ویروس چگونه RNA بومی خود را در محیط شلوغ سیتوپلاسم سلول میزبان در حضور بسیاری از RNA های غیر ویروسی و دیگر پلیمرها انتخاب و بسته بندی می کند، هنوز یک راز باقی مانده است.
شبیه سازی ها و آزمایشات انجام شده توسط تیم زندی نشان می دهد که پروتئین‌های کپسید، می‌توانند هر ژنوم غیر ویروسی را برای کپسوله کردن انتخاب کنند، در صورتی که طبق گفته های زندی به دلیل تعامل انرژی ها در سطح مولکولی ژنوم ویروسی برای کپسیدها مناسب تر است تا بتوانند پوسته ای در اطراف آنها تشکیل دهند.
زندی گفت: «توزیع تنش پروتئین‌های کپسید زمانی کمتر می‌شود که کپسیدها ژنوم خودشان را دربر گیرند، یعنی همان ژنومی که برای آن کدگذاری شده‌اند». با وجود اینکه RNA های غیر ویروسی کوچکتر به مقدار زیادی در سلول موجود هستند، پروتئین های کپسید به سمت تشکیل یک پوسته در اطراف RNA ویروسی تمایل دارند زیرا پوسته توپ مانند به دست آمده دارای توزیع تنش کمتری است.
کلام آخر
زندی گفت که این کار یک مقایسه سیستماتیک از تئوری و آزمایش‌ها را ارائه میکند که به درک بهتر نقش RNA در مسیر مونتاژ کپسید، پایداری و ساختار اجازه می‌دهد. در واقع درک عمیق تر از نقش ژنوم در مکانیسم های مونتاژ ویروس می تواند به اصول طراحی برای ضد ویروس های جایگزین منجر شود. او همچنین ادامه داد : این تحقیق و کار جدید گامی اولیه در درک مونتاژ ویروسی است اما در حقیقت این فرآیند به خوبی درک نشده است زیرا اندازه گیری ویروس ها در نانومتر است و مونتاژ آن در میلی ثانیه اتفاق می افتد.کار تئوری و شبیه سازی برای درک چگونگی رشد یک ویروس ضروری است.
این تحقیق توسط بنیاد ملی علوم تامین شده است.
منبع : https://www.sciencedaily.com