Viry jsou malé. Opravdu malé. Některé jsou 1 000krát jemnější než průměr lidských vlasů. Jakmile zaútočili a připojili se k buňce, mají sklon se pomalu pohybovat, což umožňuje jejich vidění pod elektronovým mikroskopem. Ale předtím, když jsou všichni sami, jsou to jen malé kousky genetického materiálu v bílkovinném plášti, krouží v nepředvídatelných vzorcích, takže je téměř nemožné sledovat. Toto je dlouhodobě problém pro virology, kteří chtějí sledovat viry, aby lépe porozuměli jejich chování.
Související obsah
- Slizina této žabky zabíjí chřipkové viry
- Snažíte se nezdravě? Věda říká, že to pravděpodobně děláte špatně
Nyní vědci na Duke University vyvinuli způsob, jak toho dosáhnout - sledujte nepřipojené viry pohybující se v reálném čase. Tato „virová kamera“ by mohla poskytnout informace o tom, jak se viry rozpadají na buňky, což by mohlo vést k novým způsobům prevence infekcí.
„Snažíme se zjistit, jak se viry chovají, než začnou interagovat s buňkami nebo tkáněmi, takže můžeme potenciálně najít nové způsoby, jak přerušit proces infekce, “ říká Kevin Welsher, chemik, který vede výzkum. Výsledky byly nedávno zveřejněny v časopise Optics Letters .
Video virové vačky představuje cestu lentiviru, součásti skupiny virů, které způsobují smrtelné choroby u lidí, protože se pohybují v roztoku slané vody a cestují v oblasti sotva širší než lidské vlasy. Změny barev ve videu představují časový průběh - modrý na začátku a nakonec na konci červený.
Tento obrázek ukazuje 3-D cestu jednotlivého lentiviru pohybujícího se roztokem slané vody. Barvy představují čas (modrá je nejdříve, červená je nejnovější). (Duke University) Chování nepřipojených virů je „druh neprobádaného území, “ říká Welsher. Raději se snaží sledovat nepřipojený virus v akci, aby sledoval vysokorychlostní pronásledování aut se satelitem.
"Váš virus je malé auto a vy pořizujete satelitní snímky a obnovujete je tak rychle, jak můžete, " říká. "Ale nevíte, co se stane mezi tím, protože jste omezeni obnovovací frekvencí."
Virová kamera je spíše jako vrtulník, říká. To může skutečně zamknout na pozici viru a sledovat jej nepřetržitě. Kamera byla postavena vévodským postdoktorandským výzkumníkem Shangguo Hou, který mikroskopem upravil použití laseru ke sledování viru, takže jej lze držet v dohledu na platformě mikroskopu, která je navržena tak, aby velmi rychle reagovala na optickou zpětnou vazbu laseru.
Virová kamera je vzrušující, protože dokáže zamknout virovou pozici, říká Welsher, ale právě teď je to všechno. V návaznosti na analogii chase automobilu přirovnává virovou kameru k vrtulníku, který sleduje auto, ale nevidí žádné jeho okolí - silnici, budovy, jiná auta. Jejich dalším krokem je přejít od pouhého sledování pozice viru k pokusu porozumět jeho prostředí. Welsher a jeho tým by rádi integrovali virovou kameru s 3D zobrazováním buněčných povrchů, aby viděli, jak viry interagují s buňkami, než se je pokusí proniknout.
Není to poprvé, kdy vědci chytili jednotlivé částice pohybující se v reálném čase. Před třemi lety, když byl v Princetonu, sám Welsher vyvinul metodu sledování virové fluorescenční kuličky vyrobené z plastových nanočástic pohybujících se do buněčné membrány.
Sledování virů je obtížnější než u korálků, protože na rozdíl od korálků viry samy nevydávají žádné světlo. Značení virů fluorescenčními částicemi usnadňuje jejich viditelnost, ale tyto částice jsou mnohem větší než samotné viry, které pravděpodobně ovlivňují způsob, jakým se viry pohybují a infikují buňky, podle Welshera. Nový mikroskop, díky optické zpětné vazbě poskytované laserem, dokáže detekovat velmi slabé světlo emitované malými fluorescenčními proteiny, které jsou mnohem menší než virus. Takže Welsher a jeho tým vložili žlutý fluorescenční protein do genomu viru, aby jej bylo možné sledovat, aniž by se změnil způsob jeho pohybu.
Vědci také přišli s jinými způsoby, jak sledovat velmi malé věci. Jeden tým použil algoritmy ke sledování virů a školil své mikroskopy o tom, kde algoritmy předpovídají viry. V posledních letech britští vědci také vyvinuli neuvěřitelně citlivý optický mikroskop, který dokáže vidět struktury jak malé až 50 nanometrů, tak malé jako mnoho virů. To jim umožňuje vidět viry, které svou práci vykonávají uvnitř živých buněk, zatímco elektronové mikroskopy lze použít pouze pro mrtvé, speciálně připravené buňky.
Jakmile chemici pochopí více o tom, jak viry interagují s buňkami, virologové a molekulární biologové by se mohli zapojit, aby viděli, jak by mohlo být manipulováno jejich chování, možná je zastaví dříve, než infikují zdravou buňku.
"Ideální scénář je, že jsme odhalili nějaké poznatky, které lze uplatnit, " říká Welsher.
