Kapalit na Siklo ng SARS-CoV-2 sa 3D – “Maaari nating Asahan ang Coronavirus na Maging Oras”

Ang mga target na cell ay nai-imaging ng nakatuon na ion beam scanning electron microscopy, isang makapangyarihang pamamaraan upang ibunyag ang pag-aayos ng isang cell sa antas ng subcellular sa 3D. Sa imaheng ito, isang subvolume ng isang cell ay pinaghiwalay upang kumatawan sa mga organel na pinangungunahan ng mga lamad (kulay-abo) at doble na mga lamad ng vesicle (pula) – isang tukoy na kompartimento ng virus kung saan kinoplika ang genome ng viral sa malaking bilang. Kredito: Julian Hennies / EMBL

Matuto kung paano SARS-CoV-2 Ang mga highjack na host ng cell machineries ay maaaring makatulong na mapagbuti ang mga pamamaraan ng paggamot.

Habang nagpapatuloy ang pandaigdigang epidemya ng coronavirus, hindi lamang naghahangad ang mga siyentipiko na makahanap ng mga bakuna at gamot upang labanan ito, ngunit patuloy din na alamin ang tungkol sa virus mismo. “Ngayon ay maaasahan natin ang coronavirus na maging napapanahon,” paliwanag ni Ralf Bartenschlager, propesor sa Department of Infectious Diseases, Molecular Virology, sa Heidelberg University. “Sa gayon, mayroong isang kagyat na pangangailangan na bumuo at magpatupad ng parehong mga diskarte sa prophylactic at therapeutic laban sa virus na ito.” Sa isang bagong pag-aaral, si Bartenschlager, na tinulungan ng koponan ng Schwab sa EMBL Heidelberg at ang paggamit ng EMBL Electron Microscopy Core Facility, ay nagsagawa ng detalyadong pagsusuri sa imaging upang matukoy kung paano nakita ang reprogram ng virus. mga cell

Ang mga cell na nahawahan ng SARS-CoV-2 ay namatay nang mabilis, sa loob ng 24 hanggang 48 na oras. Ipinapakita nito na pinipinsala ng virus ang cell ng tao sa paraan ng paglipat nito at naging sanhi ng pagpilit na makagawa ng isang viral na supling. Ang pangunahing layunin ng proyekto ay upang makilala ang mga pagbabago sa morphological sa loob ng isang cell na likas din sa pagproseso na ito. “Upang makabuo ng mga gamot na pumipigil sa pagkopya ng viral at kung gayon ay magreresulta sa impeksyon, pati na rin ang pagkamatay ng cell na dulot ng virus, ang susi ay upang mas maunawaan ang mga mekanikal na biyolohikal na nagtutulak sa pag-ikot ng kopya sa virus, “sabi ni Bartenschlager. Gumagamit ang koponan ng mga EMBL imaging facility at state-of-the-art na mga diskarte sa pag-imaging upang matukoy ang 3D na arkitektura ng mga cell na apektado ng SARS-CoV-2, pati na rin ang mga pagbabago sa arkitektura ang sanhi ng cellular ng virus.

Ang koponan ay nagawang gumanap ng muling pagtatayo ng 3D ng buong mga cell at ang kanilang mga subcellular na compartment. “Nagbibigay kami ng mga kritikal na pananaw sa mga pagbabago sa istruktura na dulot ng virus sa pinag-aralan na mga cell ng tao,” paliwanag ni Ralf Bartenschlager. Inihayag ng mga imahe ang isang halata at makabuluhang pagbabago sa mga endomembrane system ng mga apektadong cell – isang system na nagbibigay-daan sa cell na makilala ang iba’t ibang mga compartment at site. Ang virus ay nagpapalitaw ng mga pagbabago sa lamad sa isang paraan na ginagawang self-replicate na mga organel. Ito ang mga mini-duplicate kung saan ang viral genome ay lubos na napalakas. Upang magawa ito, ang virus ay nangangailangan ng mga lamad na ibabaw. Ginagawa ito sa pamamagitan ng pagsasamantala sa isang cellular membrane system at paglikha ng isang organelle, na may natatanging hitsura. Inilarawan ito ng mga siyentista bilang isang masa ng mga bula: dalawang layer ng lamad na bumubuo ng isang malaking lobo. Sa loob ng mga lobo na ito – na bumubuo ng isang lubos na protektado na kompartimento – ang mga genome ng viral ay pinarami at inilabas upang makabuo ng mga bagong particle ng virus.

Ang kakaibang pagbabago na ito ay makikita sa mga cell ng ilang oras lamang pagkatapos ng impeksyon. “Nakita namin kung paano at saan kumopya ang virus sa loob ng cell, at kung paano ilalabas ang pag-hijack ng mga host machine nito pagkatapos ng paglaganap,” sabi ni Schwab. Sa ngayon, kaunti pa ang nalalaman tungkol sa pinagmulan at pag-unlad ng mga epekto ng SARS-CoV-2 sa katawan ng tao. Kasama rito ang kakulangan ng kaalaman tungkol sa mekanismo kung saan ang impeksyon ay humahantong sa pagkamatay ng mga nahawaang selula. Ang pagkakaroon ng impormasyong ito ngayon ay magsusulong ng pagbuo ng mga therapies na magbabawas sa panganib na makopya ang virus at, sa gayon, magpapalala ng sakit.

Ang SARS-CoV-2 Hijacking Cell Cell Compartments

Ang isang bahagi ng isang nahawaang cell ay napansin sa pamamagitan ng transmission electron microscopy, kung saan ang mga tukoy na istraktura ng SARS-CoV-2 (pula, mula sa mirror na imahe patungo sa kanan) ay maaaring makita nang anim na oras pagkatapos ng impeksyon. Ang genome ng virus ay ginaya ng mataas na bilang ng mga kopya ng dalawang mga layer ng lamad na bumubuo ng isang malaking lobo (malaking pulang istraktura), na bumubuo ng isang proteksiyon na kompartimento. Ang mga bagong virion (maliit na pulang istraktura) ay nilikha sa pamamagitan ng pagpasok ng interface ng endoplasmic retikulum at Golgi aparatus. Kredito: Yannick Schwab / EMBL

Tinitiyak ng koponan na ang nakolektang impormasyon at, sa partikular, ang hindi kinaugalian na pag-iimbak ng 3D na istrukturang impormasyon tungkol sa mga nabuo na virus na mga substructure ay maa-access sa lahat. “Naniniwala akong nagtakda kami ng pamantayan para sa katotohanang ibinabahagi namin ang lahat ng data na aming ginawa sa pang-agham na komunidad. Kinakatawan nito ang isang kamangha-manghang mapagkukunan para sa komunidad,” sabi ni Yannick Schwab. “Sa ganitong paraan maaari naming suportahan pagsisikap ng mundo upang malaman kung paano nakikipag-ugnay ang SARS-CoV-2 sa host nito. ”Hiniling ng koponan na ang kanilang nakolektang impormasyon ay makakatulong sa pagbuo ng mga antiviral na gamot.

Ang koponan ay nagawang isagawa ang pag-aaral sa isang maikling panahon, kahit na sa mapaghamong mga pangyayari. “Kalahati ng mundo – at syempre pati na rin ang Heidelberg – ay naka-lock at kailangan natin itong ayusin araw-araw upang umangkop sa sitwasyon. Kung sa EMBL o mula sa bahay, lahat ay kasangkot at masagana. pagbibigay sa kanila ng oras at malalim na kaalaman, “sabi ni Schwab. “Ang bilis ng pagtatrabaho namin, at ang dami ng nabuong data, kamangha-mangha.”

Mga Sanggunian: “Ang integrative imaging ay nagsiwalat ng SARS-CoV-2 na nagdudulot ng mga pagbabago sa mga subcellular morphology” nina Mirko Cortese, Ji-Young Lee, Berati Cerikan, Christopher J.Neufeldt, Viola MJOorschot, Sebastian Köhrer, Julian Hennies, Nicole L.Schieber, Paolo Ronchi, Giulia Mizzon, Inés Romero Brey, Rachel Santarella-Mellwig, Martin Schorb, Mandy Boermel, Karel Mocaer, Marianne S.Beckwith, Rachel M..Templin, Viktoriia Gross, Constantin Pape, Christian Tischer, Jamie Frankish , Natalie K.Horvat, Vibor Laketa, Megan Stanifer, Steeve Boulant, Alessia Ruggieri, Laurent Chatel-Chaix, Yannick Schwab at Ralf Bartenschlager, 17 Nobyembre 2020, Cell Host at Microbe.
DOI: 10.1016 / j.chom.2020.11.003

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang “misteryo ng nawawalang yelo” ay sa wakas ay nalutas sa paggalaw ng crust ng Earth

Greenland Glaciers 2018. Credit: NIOZ, Kim Chatter Isang bagong pandaigdigang muling pagtatayo ng yelo sa nakaraang 80,000 taon. Sa panahon ng mga yelo, bumabagsak ang pandaigdigang...

Isang Hindi Inaasahang Pag-ikot sa Quantum Physics Maaaring Maipaliwanag ang Imbalanse ng Matter / Antimatter

Kakulangan ng mahusay na proporsyon sa qubits, hindi maitama ang mga error dito computing ng kabuuanngunit maaari nitong ipaliwanag ang kawalan ng timbang ng...

Ang Unang Taong Tao sa New England Maaaring Magbahagi ng Landscape Sa Mga Woolly Mammoths

Kopya ng isang Woolly mammoth (Mammuthus primigenius) sa Royal BC Museum sa Victoria, British Columbia, Canada. Ipinakita mula 1979, at ang balahibo ay...

Natuklasan ng mga Siyentista ang Mga Bagong Selula na Nasasangkot sa Malalang Sakit at Pamamaga – Tumpak, Bagong Target para sa Paggamot

Ang pagguhit ng gulugod ng mga cell ng pro-namumula (pula) at anti-namumula MRC1 + macrophages (asul). Kredito: Zylka Lab, UNC School of Medicine Ang...

Salamat sa bagong katalista, ang paggawa ng styrene ay mas mura at berde

Kredito: estado ng NC Ang mga siyentipiko ng engineering ng kemikal ay bumuo ng isang bagong katalista na makabuluhang nagdaragdag ng ani ng paggawa...

Newsletter

Subscribe to stay updated.