SARS-CoV-2’nin 3 Boyutlu Replikasyon Döngüsü – Koronavirüsün Mevsimsel Olmasını Bekleyebiliriz

23.11.2020
166
A+
A-
SARS-CoV-2’nin 3 Boyutlu Replikasyon Döngüsü – Koronavirüsün Mevsimsel Olmasını Bekleyebiliriz

SARS-CoV-2 highjack’lerin hücre makinelerini barındırdığını öğrenmek, terapötik stratejiler geliştirmeye yardımcı olacaktır.

Küresel koronavirüs salgını devam ederken, bilim adamları sadece onunla savaşmak için aşılar ve ilaçlar bulmaya değil, aynı zamanda virüsün kendisi hakkında sürekli daha fazla bilgi edinmeye çalışıyorlar.

Heidelberg Üniversitesi Moleküler Viroloji Bölümü’nde Bulaşıcı Hastalıklar Bölümü profesörü Ralf Bartenschlager, “Şimdiye kadar koronavirüsün mevsimsel hale gelmesini bekleyebiliriz” diyor.

“Bu nedenle, bu virüse karşı hem profilaktik hem de tedavi edici stratejiler geliştirmeye ve uygulamaya acil bir ihtiyaç var.”

Yeni bir çalışmada, EMBL Heidelberg’deki Schwab ekibi tarafından desteklenen ve EMBL’nin Elektron Mikroskobu Çekirdek Tesisi’ni kullanan Bartenschlager, virüsün enfekte olmuş hücreleri nasıl yeniden programladığını belirlemek için ayrıntılı bir görüntüleme analizi gerçekleştirdi.

SARS-CoV-2 ile enfekte olan hücreler, yalnızca 24 ila 48 saat içinde oldukça hızlı bir şekilde ölür. Bu, virüsün insan hücresine yeniden bağlanacak ve esasen viral soy üretmeye zorlanacak şekilde zarar verdiğini gösterir.

Dolayısıyla projenin temel amacı, bu yeniden programlamanın doğasında olan bir hücre içindeki morfolojik değişiklikleri belirlemekti.

Bartenschlager, “Viral replikasyonu ve dolayısıyla enfeksiyonun sonucunu ve ayrıca virüs kaynaklı hücre ölümünü baskılayan ilaçlar geliştirmek, virüsün replikasyon döngüsünü tetikleyen biyolojik mekanizmaları daha iyi anlamak için anahtardır” diye açıklıyor.

Ekip, SARS-CoV-2 ile enfekte olmuş hücrelerin 3D mimarisinin yanı sıra virüsün neden olduğu hücresel yapı değişikliklerini belirlemek için EMBL’deki görüntüleme olanaklarını ve son teknoloji görüntüleme tekniklerini kullandı.

Ekip, tüm hücrelerin ve alt hücresel bölmelerinin 3D rekonstrüksiyonlarını oluşturabildi. Ralf Bartenschlager, “İncelenen insan hücrelerinde virüs kaynaklı yapısal değişikliklere ilişkin kritik içgörüler sağlıyoruz” diye açıklıyor.

Görüntüler, enfekte olmuş hücrelerin iç zar sistemlerinde bariz ve büyük bir değişikliği ortaya çıkardı – hücrenin farklı bölmeleri ve siteleri tanımlamasını sağlayan bir sistem.

Virüs, kendi replikasyon organellerini üretebilecek şekilde zar değişikliklerine neden olur. Bunlar, viral genomun büyük ölçüde amplifiye edildiği mini replikasyon bölmeleridir. Bunu yapmak için virüs membran yüzeylere ihtiyaç duyar.

Bunlar, bir hücresel zar sistemi kullanılarak ve çok farklı bir görünüme sahip olan bir organel yaratılarak oluşturulur. Bilim adamları bunu büyük bir kabarcık birikimi olarak tanımlıyor: büyük bir balon oluşturan iki zar tabakası.

Çok korumalı bir bölme oluşturan bu balonların içinde, viral genomlar çoğaltılır ve yeni virüs partiküllerine dahil edilmek üzere serbest bırakılır.

Bu çarpıcı değişiklik, hücrelerde enfeksiyondan sadece birkaç saat sonra görülebilir. Schwab, “Virüsün hücre içinde nasıl ve nerede çoğaldığını ve çoğalmadan sonra salınacak ana makineyi nasıl ele geçirdiğini gördük,” diyor.

Şimdiye kadar, SARS-CoV-2’nin insan vücudunda neden olduğu etkilerin kaynağı ve gelişimi hakkında çok az şey biliniyordu. Bu, enfeksiyonun enfekte olmuş hücrelerin ölümüne yol açtığı mekanizma hakkında bilgi eksikliğini içerir.

Bu bilgiye şimdi sahip olmak, virüs replikasyonunu ve dolayısıyla hastalığın şiddetini azaltan tedavilerin geliştirilmesini teşvik edecektir.

SARS-CoV-2'nin 3 Boyutlu Replikasyon Döngüsü - Koronavirüsün Mevsimsel Olmasını Bekleyebiliriz 1
Enfekte bir hücrenin bir kısmı, SARS-CoV-2’ye özgü yapıların (sağdaki aynalı görüntüden kırmızı renkte) enfeksiyondan altı saat sonra tespit edilebildiği transmisyon elektron mikroskobu ile gözlemlenir. Virüsün genomu, çok korumalı bir bölme oluşturan büyük bir balon (kırmızı renkli büyük yapılar) oluşturan iki zar katmanında yüksek kopya sayısı ile kopyalanır. Yeni viryonlar (kırmızı renkli küçük yapılar), endoplazmik retikulum ve Golgi aparatının arayüzünde tomurcuklanarak oluşturulmaktadır. Kredi: Yannick Schwab / EMBL

Ekip, toplanan bilgilerin ve özellikle virüs kaynaklı altyapılar hakkında benzersiz 3D yapısal bilgi havuzunun herkes tarafından kullanılabilmesini sağladı.

Yannick Schwab, “Ürettiğimiz tüm verileri bilim camiası ile paylaştığımıza emsal teşkil ettiğimize inanıyorum. Topluluk için etkileyici bir kaynağı temsil ediyor, ”diyor.

“Bu şekilde, SARS-CoV-2’nin ev sahibi ile nasıl etkileşime girdiğini incelemeye yönelik küresel çabayı destekleyebiliriz.” Ekip, topladıkları bilgilerin antiviral ilaçların geliştirilmesine yardımcı olacağını umuyor.

Ekip, zorlu koşullara rağmen çalışmayı inanılmaz kısa sürede üretmeyi başardı. “Dünyanın yarısı – ve tabii ki Heidelberg de – tam kilit altındaydı ve duruma uyum sağlamak için neredeyse her gün doğaçlama yapmak zorunda kaldık.

İster EMBL’de ister evden, hepsi derinden ilgilendi ve cömertçe zamanlarını ve derin bilgilerini verdi ”diyor Schwab. “Çalışma hızımız ve üretilen veri miktarı olağanüstü.”

Referans: Mirko Cortese, Ji-Young Lee, Berati Cerikan, Christopher J.Neufeldt, Viola MJOorschot, Sebastian Köhrer, Julian Hennies, Nicole L.Schieber, Paolo Ronchi tarafından “Bütünleştirici görüntüleme, SARS-CoV-2 kaynaklı alt hücresel morfolojilerin yeniden şekillendirilmesini ortaya koyuyor”, Giulia Mizzon, Inés Romero Brey, Rachel Santarella-Mellwig, Martin Schorb, Mandy Boermel, Karel Mocaer, Marianne S.Beckwith, Rachel M.Templin, Viktoriia Gross, Constantin Pape, Christian Tischer, Jamie Frankish, Natalie K.Horvat, Vibor Laketa, Megan Stanifer, Steeve Boulant, Alessia Ruggieri, Laurent Chatel-Chaix, Yannick Schwab ve Ralf Bartenschlager, 17 Kasım 2020, Cell Host & Microbe.

ZİYARETÇİ YORUMLARI - 0 YORUM

Henüz yorum yapılmamış.