A diferencia de los organismos vivos, para evitar la extinción, los virus necesitan secuestrar las maquinarias del huésped vivo para generar nuevos virus. El devastador virus respiratorio, el virus de la influenza A, utiliza sus proteínas de hemaglutinina HA para buscar células huésped adecuadas. Generalmente, HA tiene dosFunciones importantes: selección de la célula hospedadora y entrada viral. Al unirse a las células hospedadoras, el virus de la influenza A se introduce en las células hospedadoras mediante endocitosis. Una carga de bicapa lipídica, conocida como endosoma, transporta el virus de la influenza A desde la membrana celular hasta el citoplasma de la célula hospedadora.Aunque el ambiente dentro del endosoma es ácido, el virus de la influenza A permanece vivo. Más sorprendentemente, HA sufre un cambio estructural para mediar la membrana viral para fusionarse con la membrana endosomal del hospedador para formar un agujero con el fin de liberar componentes virales. La generación de este evento de fusión se elabora comofusogénico, y por lo tanto, los cambios estructurales de HA necesarios para este evento se denomina transición fusogénica. El mecanismo de este evento se ha mantenido en la Caja de Pandoradurante décadas a pesar de que se han realizado extensos estudios para revelar su misterio.Ahora, Keesiang Lim y Richard Wong de la Universidad de Kanazawa y sus colegas han estudiado la dinámica molecular de HA utilizando microscopía de fuerza atómica de alta velocidad, una técnica que permite la visualización en tiempo real de moléculas en la nanoescala.Los investigadores no solo pudieron registrar la transición fusogénica de HA, sino que también observaron su interacción con los exosomas una carga de bicapa lipídica similar al endosoma liberado por las células al ambiente exterior.
Los científicos observaron inicialmente la conformación nativa de HA bajo tampón fisiológico neutro, una condición que se asemeja a una condición neutra en la célula huésped un pH de 7,6. En esta condición, HA apareció como un elipsoide, que está de acuerdo conhallazgos generados por otras herramientas como la cristalografía de rayos X y la microscopía crioelectrónica. Wong y sus colegas han registrado con éxito la transición fusogénica, que ocurre cuando el HA se expone a un ambiente ácido. Sus resultados de HS-AFM ilustraron una transición de HA de unelipsoide a una forma de Y junto con la declinación de la altura y la circularidad / redondez de HA a lo largo del tiempo. Los investigadores aseguran que el cambio conformacional ocurre porque una subunidad particular de HA se volvió fácil de digerir por la tripsina después de la transición.
Para estudiar cómo la HA puede facilitar la fusión entre la membrana viral y la membrana del endosoma del huésped, Wong y sus colegas dejaron que HA interactúe con los exosomas, una carga de bicapa lipídica que imita el endosoma. Se espera que la interacción HA-exosoma sea similar a la interacción HA-endosomadurante la fusión de la membrana. Durante la interacción, el cambio conformacional de HA se encontró nuevamente antes de que se acoplara a un exosoma. La transición fusogénica libera un péptido particular, conocido como péptido de fusión, que luego se inserta en la membrana exosomal, lo que permite que la molécula de HA se incruste en elLos científicos también encontraron evidencias de que la interacción HA-exosoma provocó la deformación o ruptura del exosoma, lo que provocó una 'fuga' de materiales exosomales.
Los hallazgos de Wong y sus colaboradores brindan información importante sobre el mecanismo de fusión de membranas mediada por HA. Además, su trabajo también demuestra las ventajas de HS-AFM para estudiar procesos biológicos. Lim y Wong comentaron con entusiasmo: "Este estudio sugiere fuertementeque HS-AFM es una herramienta factible, no solo para investigar la dinámica molecular de las proteínas de fusión viral, sino también para visualizar la interacción entre las proteínas de fusión viral y sus membranas diana ".
fondo
Influenza A hemaglutinina Influenza A hemaglutinina HA es una proteína que reside en la superficie del virus de la influenza A el culpable que causa 'la gripe' o influenza, que juega un papel clave en la infectividad viral. Las funciones de HA incluyen adherir el virus de la influenza Apara atacar las células y la entrada viral. Después de que el virus se adhiere a su célula huésped, queda atrapado en una carga de bicapa lipídica conocida como endosoma y, posteriormente, entra en el citoplasma del huésped. Este proceso se denomina endocitosis. El entorno ácido en el endosoma desencadena cambios en la estructura deHA para permitir que HA orquesta la fusión entre la membrana viral y la membrana endosómica del huésped. Por último, los componentes virales pueden liberarse en las células del huésped y se producirán nuevos virus. Las principales células diana en los seres humanos se encuentran normalmente en el tracto respiratorio superior. Richard Wongde la Universidad de Kanazawa y sus colegas ahora han aplicado microscopía de fuerza atómica de alta velocidad para estudiar la transición fusogénica de HA y la interacción de HA con lípido-bicapa membranes.
Microscopía de fuerza atómica La microscopía de fuerza atómica AFM es una técnica de imagen en la que la imagen se forma escaneando una superficie con una punta muy pequeña y afilada. El movimiento de escaneo horizontal de la punta se controla mediante elementos piezoeléctricos, mientras que el movimiento vertical se convierteen un perfil de altura, lo que resulta en una distribución de altura de la superficie de la muestra. Como la técnica no involucra lentes, su resolución no está restringida por el llamado límite de difracción como en la difracción de rayos X, por ejemplo.configuración HS-AFM, el método se puede utilizar para producir películas de los cambios estructurales de una muestra en tiempo real, ya que una biomolécula se puede escanear en 100 ms o menos. Wong y sus colegas aplicaron con éxito la técnica HS-AFM para estudiar la fusióntransición de HA y cómo se fusiona con las membranas de las partículas biológicas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Kanazawa . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
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