Reede 9. detsember 2016

AS ÄRIPÄEV
Pärnu mnt 105, 19094 Tallinn
Telefon: (372) 667 0111
E-post: online@aripaev.ee

Enneolematult detailsed fotod viirustest

25. märts 2008, 13:46

Uut tüüpi pildistamistehnoloogiat ning
hulgaliselt arvutiressurssi kasutades õnnestus teadlastel luua enneolematult
üksikasjalik kolmemõõtmeline kujutis viirusest. Peaaegu loomulikus olekus
pildistatud viiruse kujutise resolutsioon on nii hea, et näha on isegi üksikud
valgud viiruse struktuuris.

"Tehnoloogia areng on jõudnud sellisele tasemele, et saame pildistada elavaid nakkusvõimelisi viirusi nende loomulikus keskkonnas peaaegu atomaarse resolutsiooniga,” ütles uurimuse juhtautor, Purdue ülikooli bioloog Wen Jiang. Uurimustöö tulemused avaldati ajakirjas Nature, kirjutas Technology Review.

Osakeste elektronkrüomikroskoopia nime kandev tehnoloogia seisneb vesilahuses asuvate viiruste välkkiires külmutamises – nii säilib viiruse loomulik struktuur. Külmutamine on nii kiire, et selle tulemusena tekkiv jää on pigem amorfne kui kristalliline, seetõttu ei kahjusta jääkristallid viirusosakesi. Seejärel pommitab elektronmikroskoop külmutatud proove elektronkiirtega.

Tulemuseks saadavad kujutised lubavad teadlastel eristada isegi kuni 4,5 ongströmi (10 astmes –10 meetrit) suuruseid struktuure. Sellisel skaalal saab uurida struktuuri peaaegu aatomite tasemel. Varasematel kujutistel, mille autoriks on samuti Jiangi töörühm, saavutati 9,5 ongströmiline lahutusvõime, millega sai eristada vaid viirusvalkude suuremaid struktuuriüksuseid.

Kujutatud kaheahelalise DNA genoomiga ja sabaga viirus kannab nime epsilon 15 ning kuulub baktereid nakatavate viiruste perekonda. „Saba olemasolu muudab kristalliseerumise eriti raskeks,” ütles Jiang.

Osakeste elektronmikroskoopia korral jäetakse kristalliseerumisetapp täiesti vahele. Paljusid osakesi vaadeldakse erinevatest asenditest ja külgedest ning lõplik mudel pannakse kokku kümnetest tuhandetest piltidest.

Sellise meetodi korral paraneb kujutise kvaliteet ka seetõttu, et välditakse õrnade viirusosakeste lõhkumist mikroskoobi elektronkiire poolt. Kuna viiruse mudel koostatakse paljude viirusosakeste piltidest, ei pea ühtegi individuaalset osakest nii kaua elektronidega pommitama, et sellest kahju võiks sündida.

Paljude piltide kokkupanemine nõuab tohutult arvutivõimsust. Jiang ja tema töörühm kasutasid oma mudeli valmistamiseks kogu Purdue ülikoolilinnaku arvutite vaba võimsust. Kokku võttis projekt saja päeva jooksul miljon protsessori töötundi.

Varasemad elektronkrüosmikroskoopia abil loodud mudelid on olnud lihtsustatud, näiteks on eeldatud, et viiruse struktuur on täiesti sümmeetriline. Tänu suurele arvutusvõimsusele ei pidanud Jiangi rühm viiruste pinnavalkude kokkupanemisel selliseid lihtsustusi tegema.

Umbes 36 000 pildist pandi kokku viiruse valkkesta ehk kapsiidi mudel. Varasemates töödes arvati, et kapsiidi kuulub vaid üks peamine valk. Uus mudel aga paljastas ka teise, esimesest palju väiksema salapärase valgu, mida eelnevatel struktuursetel ega biokeemilistel analüüsidel polnud märgatud. Hiljem selgus biokeemilistest analüüsidest, et kapsiidis sisaldub tõepoolest üks varem avastamata valk.

Jiangi sõnul pöörab see tulemus varasemad analüüsimeetodid pea peale. Tavaliselt tehakse eelnevalt biokeemilised analüüsid, misjärel püütakse kokku panna avastatud valkudest koosnev struktuurne mudel Nüüd aga avastati võimsa analüüsimeetodiga viiruse struktuurist varem biokeemiliselt märkamatuks jäänud valk.

Lisaks viirusele epsilon 15 saab tehnoloogiat edaspidi kasutada ka meditsiinis viiruste uurimiseks. Praegu uurib Jiangi labor näiteks Lääne-Niiluse viirust ning dengue viirust. "Tegemist on alles esimeste katsetustega selle tehnoloogia rakendamisel,” ütles Jiang. „Tehnoloogia potentsiaal on nii suur, et praegused saavutused kahvatuvad selle kõrval.”

Vaata ka viirustest tehtud pilte .

Äripäev http://www.aripaev.ee/img/id-aripaev.svg
09. April 2008, 11:34
Otsi:

Ava täpsem otsing