В новом исследовании, изданном в журнале Science, исследователи показывают, что – впервые – они создали технологии, позволяющие им видеть, как белки ВИЧ двигаются в поверхность вируса.Способность наблюдать белки на поверхности хода вируса иммунодефицита человека может пролить свет на то, как вирус заражает человеческие иммуноциты, и приведите к стратегиям, предотвращающим такую инфекцию.Исследовательская группа, включая автора co-лидерства доктора Скотта Блэнчарда Вейла Корнелла Медицинский Колледж в Нью-Йорке, Нью-Йорке, говорит, что открытие может пролить свет на то, как вирус иммунодефицита человека заражает человеческие иммуноциты, прокладывая путь к стратегиям, предотвращающим такую инфекцию.
«Создание движений ВИЧ, видимого так, чтобы мы могли следовать, в режиме реального времени, как поверхностные белки на вирусе ведут себя, надо надеяться, скажет нам, что мы должны знать, чтобы предотвратить слияние с клетками человека – если Вы можете предотвратить вирусный вход ВИЧ в иммуноциты, Вы победили», объясняет доктор Блэнчард.В их исследовании доктор Блэнчард и коллеги описывают, как они создали флуоресцентные молекулы, называемые «маяками», и представили их внешнему покрытию вируса иммунодефицита человека – назвал «конверт».
Они тогда изменили метод, названный отображением передачи резонансной энергии флуоресценции единственной молекулы (smFRET), чтобы наблюдать два из маяков.Этот метод отображения использует люминесцентную лампу, чтобы измерить расстояние вирусное путешествие частиц.
В этом исследовании команды смогли измерить расстояния – вниз к одной миллиардной дюйма – между этими двумя маяками, который освещенный различными цветами. Команды тогда смогли обнаружить перемену формы в реальном времени вируса как эти два перемещенные маяка.Используя эту технологию, исследователи смогли проанализировать движения белков конверта – gp120 и gp41, известный как «тримеры» – на поверхности вируса иммунодефицита человека.Такие белки важны в разрешении вирусу иммунодефицита человека заразить клетки человека, несущие белки рецептора CD4 – белки, помогающие ВИЧ в связывании с клеткой.
Исследователи объясняют, что эти белки «открываются как цветок», когда CD4 присутствует, показывая gp41 подгруппу.Наблюдение белков на вирусе иммунодефицита человека ‘танец’
При наблюдении движений белков конверта исследователи находили, что gp120 белки постоянно изменение формы, и что движение каждого белка было «подобным» и «различным» и в выборе времени и в природе.«Это ответило на первый большой вопрос того, как открытие тримера конверта вызвано», говорит доктор Блэнчард. «Много ученых полагают, что частицы остаются в одной структуре, пока они не сталкиваются с CD4-позитивной-клеткой. Но мы видели, что белки танцуют, когда № CD4 присутствовал – они изменяют форму все время».
При представлении синтетического CD4 вирусу они нашли, что некоторые антитела, которые это содержало, уменьшили эффективность gp120 белка, означая, что способность вируса иммунодефицита человека заразить человеческие иммуноциты была уменьшена.Команда говорит, что они засвидетельствовали подобные результаты, когда они ввели маленькую молекулу вирусу, теперь проверяющемуся на его эффективность в предотвращении ВИЧ-инфекции.
Комментируя результаты исследования команды, доктор Блэнчард говорит:«Практический результат от этой технологии – то, что мы можем начать понимать, как биологическая система движется. До сих пор мы обнаружили три различных conformations тримера конверта. Мы работаем теперь, чтобы улучшить технологию, чтобы достигнуть точности отображения, мы должны сделать широко эффективные методы лечения».
‘Прорыв для науки’В другом исследовании, недавно изданном в журнале Nature, команда во главе с исследователями от Национального Института Аллергии и Инфекционных болезней смогла рассмотреть 3D структуру одного из вышеупомянутых conformations использование Рентгеновской кристаллографии.«Антитела, используемые в исследовании кристаллографии, являются, которые мы наблюдали, чтобы остановить танец белков конверта ВИЧ, выдвигая блок тримера в бессимптомное, стандартное состояние», говорит доктор Блэнчард.
«Эта конкретная, атомная картина решения того, на что похоже машинное оборудование перед слиянием и где эти антитела связывают, предоставляет важный шаг вперед пониманию биологии ВИЧ».Он добавляет, что в будущем исследовании, и smFRET и Рентгеновские методы кристаллографии могут использоваться в синхронизации, чтобы улучшить понимание функций поверхностных белков ВИЧ посредством анализа их движений.«Подход является действительно прорывом для науки, потому что большая часть исследования сделана в пробирке, где миллиарды молекул присутствуют, все поведение независимо. Очень трудно извлечь прямую информацию об этих типах движений от косвенных наблюдений, таких как те, которые не используют технологию формирования изображений», говорит доктор Блэнчард.
«Подход единственной молекулы позволяет практической, поддающейся толкованию, информации в реальном времени быть полученной о молекулярных процессах в сложных биологических системах». недавно сообщенный относительно исследования, утверждающего идентифицировать источник пандемии ВИЧ.