Эта подробная информация служит структурной визуализацией на молекулярном уровне, позволяя ученым изучить несколько потенциальных мишеней для противовирусной терапии или лекарств.Чтобы создать лекарство, которое может быть нацелено на вирусы, исследователи должны знать, как выглядит вирус.
Обладая этими знаниями, они могут нацелить химические соединения на него таким образом, чтобы они точно с ним связались, не давая вирусу работать. Чем более детализирована структура, с которой им приходится работать, тем более точными они могут быть.
Исследовательская группа из Центра структурной молекулярной биологии Астбери при университете сосредоточилась на инфекционном полиомавирусе BK (BKV), используя два криоэлектронных микроскопа центра для получения необходимых невероятно подробных изображений.В журнале «Структура» опубликована исследовательская статья, объявляющая о новых структурах.
Уровень детализации изображения позволяет ученым видеть детали вируса шириной около 3 ангстрем. Один Ангстрем эквивалентен одной десятимиллиардной части метра или 0,1 нанометра. Структура настолько мала, что ее невозможно увидеть невооруженным глазом.
Доктор философии Центра Astbury Дэн Хердисс, ведущий автор статьи, сказал: «Наши структуры дают наиболее четкую на сегодняшний день картину инфекционной вирусной частицы. Эта подробная информация служит структурной дорожной картой, позволяющей нам визуализировать несколько потенциальных целей для противовирусной терапии.«Они могут включать лекарства, которые блокируют BKV от проникновения в наши клетки или которые препятствуют правильной сборке вирусной частицы.
В будущем эти структуры могут также использоваться для определения того, как антитела от пациентов с другими заболеваниями распознают вирусную частицу BKV и, таким образом, помогают в разработка вакцины ».Около 80% взрослого населения мира инфицировано BKV, но вирус редко вызывает заболевание у людей со здоровой иммунной системой. Однако у людей с ослабленным иммунитетом BKV может «реактивироваться» и вызывать серьезные заболевания.Двумя такими примерами BKV-ассоциированных заболеваний являются полиомавирусная нефропатия (PVAN) и геморрагический цистит (HC), которые поражают реципиентов трансплантата почки и костного мозга соответственно.
Около 10% людей, получивших трансплантацию почки, будут страдать от PVAN, и до 90% из них будут иметь отторжение органов после трансплантации. В настоящее время существует ограниченное количество вариантов лечения, доступных для людей, страдающих заболеваниями, связанными с BKV.Новые структуры дадут надежду пострадавшим, предоставив ученым более качественный исследовательский инструмент для работы.
Структуры были созданы с использованием метода криоэлектронной микроскопии, замораживания инфекционных частиц BKV и получения тысяч изображений с помощью микроскопов. Затем эти двухмерные изображения были объединены с помощью вычислений для получения трехмерного изображения вируса с высоким разрешением.Профессор Нил Рэнсон, директор отдела криоэлектронной микроскопии в Университете Лидса, сказал: «Криоэлектронная микроскопия существует уже 30 лет и была невероятно полезной, но до недавнего времени технология не позволяла регулярно смотреть на молекулы на поверхности. необходимый уровень детализации.
«Без этой детали ученые иногда изо всех сил пытались понять структуру биологических молекул и то, как они функционируют, особенно когда они находятся на своем обычном рабочем месте: внутри наших клеток.«Однако микроскопы Titan Krios, которые мы установили в Лидсе, являются абсолютно новейшими и означают, что эти ограничения были разрушены. Исследователи и промышленные пользователи, которые работают с нами, теперь могут получать изображения биологических молекул с невероятным разрешением. , мы также сможем увидеть, как эти молекулы взаимодействуют друг с другом ».