Los investigadores han podido capturar imágenes de virus del sarampión a medida que emergen de las células infectadas, utilizando técnicas de tomografía de crioelectrones de última generación. Las nuevas imágenes ayudarán a comprender mejor el sarampión y los virus relacionados, y podrían dar pistas sobreestrategias de medicamentos antivirales que probablemente funcionen en múltiples virus de este tipo.
Los resultados se publicaron el lunes 30 de abril en Comunicaciones de la naturaleza .
Los científicos dirigidos por Elizabeth Wright, PhD, y Zunlong Ke, PhD, dicen que pueden discernir una proteína de matriz interna que actúa como un andamio, con el material genético encapsidado visible como "serpientes" cerca de la membrana viral.
Una vacuna efectiva está disponible contra el virus del sarampión, un patógeno viral altamente infeccioso. Sin embargo, todavía hay mucho sobre el virus que los científicos no entienden, dice Ke. Además, comprender la organización interna del virus del sarampión podría guiar el estudio devirus relacionados, como la parainfluenza y el virus sincitial respiratorio VSR, causas comunes de enfermedades respiratorias y el virus Nipah, una inspiración para la película Contagio.
Wright es profesor asociado de pediatría en la Facultad de Medicina de la Universidad Emory y Children's Healthcare de Atlanta, director del Centro de Microscopía Electrónica Integrada Robert P. Apkarian, e Investigador Distinguido de la Alianza de Investigación de Georgia. Ke es un ex estudiante graduado de Georgia Tech que escomenzando un puesto postdoctoral este verano en el Laboratorio de Biología Molecular del MRC en Cambridge, Reino Unido. Ke y el científico del personal de Emory, Joshua Strauss, PhD, son los primeros autores del artículo.
Wright, Ke y sus colegas decidieron examinar las células infectadas por virus directamente hace un par de años, después de trabajar con virus purificados durante mucho tiempo. El equipo colaboró con Richard Plemper, PhD, que se especializa en el virus del sarampión y ahora está en GeorgiaUniversidad Estatal. La familia de virus que incluye sarampión, paramixovirus, es difícil de trabajar, debido a sus bajos títulos, inestabilidad y heterogeneidad, dice Wright.
Para los estudios estructurales, los investigadores generalmente concentran y purifican los virus al centrifugarlos a través de soluciones espesas. Pero esto es complicado para el virus del sarampión y otros virus envueltos como el RSV. Ke compara el virus purificado con un balde de globos de agua de diferentes tamaños, que sonblandos y propensos a estallar, esfuerzos frustrantes para visualizarlos.
"En cambio, cultivamos e infectamos las células directamente en las rejillas que usamos para microscopía, y las congelamos rápidamente, justo en la etapa en que están formando nuevos virus", dice Ke.
Las mejoras en la tecnología, como los detectores de electrones directos y el software que corrige el movimiento inducido por el haz en la muestra congelada, permiten lograr estructuras cryo-EM de mayor resolución. Tomografía crioelectrónica cryo-ET, ideal para estudiarLos virus que vienen en diferentes formas y tamaños utilizan un microscopio electrónico para obtener una serie de imágenes 2D de los virus a medida que el portamuestras se inclina en múltiples ángulos a lo largo de un eje. Las imágenes y la información angular se utilizan para calcular el volumen 3D.del virus, al igual que una tomografía computarizada médica, dice Wright.
"Nunca veríamos este nivel de detalle con virus purificados, porque el proceso de purificación interrumpe y daña las delicadas partículas de virus", dice ella. "Con el enfoque de tomografía de células enteras, podemos recopilar datos sobre cientos de virus duranteetapas de ensamblaje y cuando se liberan. Esto nos permite capturar el espectro completo de estructuras a lo largo de la ruta de ensamblaje de virus ".
Por ejemplo, los científicos ahora pueden ver la organización de las glucoproteínas en la superficie de la membrana viral. El trabajo anterior mostró que dos glucoproteínas estaban presentes en la membrana, pero eran un "bosque de árboles", donde no había suficientes detalles para identificarcada uno.
En este estudio, el equipo pudo resolver las dos glucoproteínas y determinar que una de ellas, la proteína de fusión F, estaba organizada en una red bien definida respaldada por interacciones con la proteína de la matriz. Además, puedenvea "matrices paracristalinas" de la proteína matriz, llamada M, debajo de la membrana. Las matrices no se habían visto en células infectadas con el virus del sarampión o partículas individuales del virus del sarampión antes, dice Wright. Bajo el microscopio, estas matrices se parecen un poco a Legoplacas de cuadrícula, a partir de las cuales se construye y ordena el resto del virus.
Las nuevas estructuras 3D también argumentan en contra de un modelo anterior de ensamblaje viral, que tenía el material genético RNP ribonucleoproteína como núcleo, y la proteína M formando una capa a su alrededor.
Los científicos aún están descubriendo qué hace que el virus del sarampión tenga una forma bulbosa mientras que el RSV es más filamentoso. Ke cree que el papel de andamiaje de M es similar para los virus relacionados, aunque a medida que el virus se ensambla, las proteínas estructurales individuales pueden coordinarse de manera única para producirpartículas de virus con diferentes formas que apoyan mejor su ciclo de replicación.
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Materiales proporcionado por Ciencias de la salud de Emory . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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