Yeni görüntüleme yöntemi, HIV'in şekerli kalkanını benzeri görülmemiş ayrıntılarla ortaya koyuyor – ScienceDaily

Yeni görüntüleme yöntemi, HIV'in şekerli kalkanını benzeri görülmemiş ayrıntılarla ortaya koyuyor – ScienceDaily
Yazıyı beğendiyseniz lütfen Paylaşın


Scripps Research ve Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'ndan bilim adamları, HIV'i bağışıklık sisteminden korumaya yardımcı olan kaygan şeker moleküllerinin çalılıklarını benzeri görülmemiş ayrıntılarla haritalamak için bir yöntem geliştirdiler.

Bu kalkanların haritalanması, araştırmacılara, antikorların neden virüs üzerindeki bazı noktalara tepki verdiğini ancak diğerlerine tepki vermediğini daha eksiksiz bir şekilde anlamalarını sağlayacak ve HIV ve diğer virüsler üzerindeki en savunmasız ve erişilebilir bölgeleri hedefleyen yeni aşıların tasarımını şekillendirebilir.

Şeker molekülleri veya “glikanlar” gevşek ve liflidir ve koruyucu olarak işlev görürler çünkü antikorların protein yüzeyini kavraması ve bunlara erişimi engellemesi zordur. Kalkanlar, HIV ve COVID-19'a neden olan koronavirüs SARS-CoV-2 de dahil olmak üzere diğer birçok virüsün en dıştaki diken proteinlerinde oluşur, çünkü bu virüsler, glikan moleküllerinin normalde hücrelerde bol bulunan glikan moleküllerinin bulunduğu yerlerde gelişmiştir. – otomatik olarak eklenecektir.

Araştırmanın baş yazarı Dr. Scripps Research'ün yapısal biyoloji laboratuvarında doktora sonrası araştırma görevlisi Profesör Andrew Ward, PhD.

Bu şekerli molekülleri antikorlara dirençli kılan aynı dalgalı esneklik, araştırmacıların geleneksel atomik ölçekli görüntülemeyle yakalamalarını imkansız hale getirdi. Yeni çalışmada, Ulusal Bilimler Akademisi Bildiriler KitabıBilim adamları, ilk kez bu zor moleküllerin “Env” olarak bilinen HIV spike proteininin yüzeyinde çok detaylı bir şekilde haritalanmasına izin veren teknikler geliştirdiler.

Scripps Araştırma ekibi, glikanların modellenmesi için yeni yaklaşımlar sağlayan yüksek performanslı bilgi işlem kaynaklarıyla donatılmış Los Alamos Ulusal Laboratuvarı'nda çalışan bilim insanı Gnana Gnanakaran'ın laboratuvarı ile işbirliği yaptı.

Araştırmacılar, kriyo-elektron mikroskobu (kriyo-EM) adı verilen atomik ölçekli bir görüntüleme yöntemini, sofistike bilgisayar modellemesi ve bölgeye özgü kütle spektrometresi adı verilen bir molekül tanımlama tekniği ile birleştirdi. Cryo-EM, net bir görüntü oluşturmak için on veya yüz binlerce ayrı anlık görüntünün ortalamasını almaya dayanır, bu nedenle glikanlar gibi oldukça esnek moleküller, ortaya çıktıklarında yalnızca bulanık görüneceklerdir.

Ancak kriyo-EM'yi diğer teknolojilerle entegre ederek, araştırmacılar bu kayıp glikan sinyalini kurtarabildiler ve Env yüzeyindeki güvenlik açığı alanlarını haritalamak için kullanabildiler.

Los Alamos'taki Gnanakaran laboratuarında ortak baş yazar ve doktora sonrası araştırmacı Srirupa Chakraborty, “Bu, kriyo-EM'nin viral kalkan yapısını atomik ayrıntıda tanımlamak için hesaplamalı modellemeyle birlikte kullanıldığı ilk kez” diyor. Ulusal Laboratuvar.

Yeni birleşik yaklaşım, glikanların yapısını ve dinamik doğasını son derece ayrıntılı olarak ortaya çıkardı ve ekibin bu karmaşık dinamiklerin kriyo-EM haritalarında gözlemlenen özellikleri nasıl etkilediğini daha iyi anlamasına yardımcı oldu. Ekip, bu bilgi zenginliğinden, tek tek glikanların bir zamanlar düşünüldüğü gibi başak proteinin yüzeyinde rastgele kıpırdamakla kalmayıp, bunun yerine kümeler ve çalılıklarda bir araya toplandığını gözlemledi.

Berndsen, “Birlikte hareket ediyor ve etkileşiyor gibi görünen glikan yığınları var” diyor. “Bu glikan mikro bölgelerin arasında, antikorların görünüşte bağlanma fırsatına sahip olduğu yer var.”

Deneysel HIV aşıları, antikor tepkilerini ortaya çıkarmak için değiştirilmiş, laboratuvarda yapılmış Env proteinlerine dayanır. Prensip olarak, bu aşıların etkinliği kısmen, koruyucu glikanların bu laboratuar yapımı viral proteinler üzerindeki konumlandırılmasına ve kapsamına bağlıdır. Bu nedenle, Berndsen ve meslektaşları, glikanları, halihazırda klinik deneylerde değerlendirilmekte olan bir HIV aşısında kullanılan, değiştirilmiş bir HIV Env proteini olan BG505 SOSIP.664 üzerinde haritalamak için yöntemlerini uyguladılar.

Berndsen, “Bu proteinin yüzeyinde normalde glikanlarla kaplı olan ancak olmayan noktalar bulduk – ve bu, aşılama denemelerinde o bölgeye yönelik antikor yanıtlarının neden not edildiğini açıklayabilir” diyor.

Bu bulgu ve çalışmadaki diğerleri, Env'in glikan kalkanının, onu üretmek için kullanılan hücre türüne bağlı olarak değişebileceğini gösterdi. HIV'in insan enfeksiyonlarında, virüs, proteinlerini kopyalamak için insan bağışıklık hücrelerini fabrika olarak kullanır. Ancak aşı yapmak için kullanılan viral proteinler normalde diğer memeli hücrelerinde üretilir.

Başka bir sürpriz keşifte ekip, glikanları HIV Env'den yavaşça uzaklaştırmak için enzimler kullandıklarında, tüm proteinin parçalanmaya başladığını gözlemledi. Berndsen ve meslektaşları, Env'in yalnızca antikorlara karşı bir savunma olarak kabul edilen glikan kalkanının, Env'in şeklini ve stabilitesini yönetmede ve enfeksiyona karşı hazırda tutmada rol oynayabileceğinden şüpheleniyorlar.

Ekip, yeni glikan haritalama yöntemlerinin yalnızca HIV için değil, aşıların tasarımında ve geliştirilmesinde özellikle faydalı olacağını umuyor. Araştırmacılar, tekniklerin çoğunun grip virüsleri ve koronavirüsler gibi diğer glikan korumalı virüslere doğrudan uygulanabileceğini ve glikanların anahtar rol oynadığı belirli kanserlere kadar genişletilebileceğini söylüyor.

. (tagsToTranslate) HIV ve AIDS; Bulaşıcı hastalıklar; Virüsler; STD; Viroloji; Hücre Biyolojisi; Moleküler Biyoloji; Genetik



Kaynak

admin

admin

Talebemektebi bir sevdanın hikayesi

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Translate »