imagen Microscópica de una Tupanvirus de partículas, un tipo de virus gigante (Crédito: los Padres de Laboratorio en la Universidad Estatal de Michigan)
el Gigante de los virus, que miden cerca de 10 veces el tamaño de un típico virus del resfriado, infiltrarse en las células e inyectan su ADN a través de un portal especial conocido como "stargate". Ahora, detallada nuevas imágenes han revelado qué condiciones símbolo de esta stargate para abrir y unidad de los virus para infectar.
Virus, gigante o de lo contrario, carecen de la maquinaria necesaria para hacer copias de su ADN, los microbios son esencialmente sólo una bobina de material genético metido dentro de un sobre, llamada cápside. Con el fin de sobrevivir, los virus debe colarse en el interior de una célula huésped, apropiarse de la maquinaria dentro y configurar un llamado viral de fábrica para producir nuevos virus. El gigante de los virus tienen un portal especial para este trabajo: el stargate.
la Forma de un extendidas, estrellas de mar con cinco patas, el stargate se encuentra en la superficie de un virus y se mantiene cerrado durante gran parte de su ciclo de vida. Pero una vez dentro de una célula huésped, cada pata de la stargate "se baja la cremallera", permitiendo que el material genético viral colarse por el agujero resultante, dijo el autor senior Kristin Padre, un profesor asociado de Bioquímica y Biología Molecular de la Universidad del Estado de Michigan. El nuevo estudio, publicado el 8 de Mayo en la revista Cell, demuestra que el stargate se abre en respuesta a ácido, salado y de alta temperatura condiciones ambientales.
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Cuando el stargate se abre, otras proteínas de colarse junto con el ADN viral, el Padre le dijo a Live Science. "Podemos identificar que [proteínas] son en realidad viene de fuera de la cápside durante ese evento de apertura," ella dijo. Padre y su plan de equipo para investigar cómo estas proteínas funcionan y qué papel juega en el gigante de infección por el virus, con el fin de comprender mejor estos grandes y misteriosos los microbios.
Grande y misteriosolos Científicos descubrieron gigante virus hace relativamente poco tiempo; el primer estudio que describe ellos fue publicado en 2003, la Ciencia, informó la revista.
En ese informe, la enorme microbios fueron aisladas a partir de muestras de agua recogidas en la década de 1990, antes de que los científicos podrían examinar de cerca el virus del código genético, el Padre dijo. En el momento de la recolección, los investigadores asumieron que los microbios se debe a las bacterias, debido a su gran tamaño. El gigante de los virus a medir más de 0.00001 pulgadas (300 nanómetros) de diámetro, o alrededor de 10 veces más grande que el promedio de rinovirus, que puede causar el resfriado común, según un comunicado.
Confundirse con gran bacterias, virus gigante, fueron esencialmente "descubierto diez años antes de que [los científicos] sabía lo que estaban viendo," el Padre dijo. Una vez que la tecnología se convirtió disponible, los investigadores desenterraron las muestras y se encontró que la gran microbios carecía de ARN ribosomal de una molécula clave que permite a las bacterias para construir sus propias proteínas, que los virus no pueden hacerlo por su cuenta.
Desde su descubrimiento inicial, el gigante de los virus han sido recuperados a partir de la fusión del permafrost en Siberia, en las profundidades del océano Antártico y altamente alcalino soda lagos, así como menos exóticos entornos, dijo Chantal Abergel, director de investigación de la Genómica Estructural y de Información de laboratorio en el Centro Nacional francés para la Investigación Científica, que no estuvo involucrado en el estudio. El virus en su mayoría han sido encontrados para infectar a las amebas y fitoplancton, pero los estudios de laboratorio sugieren que también pueden infectar a las células de los animales, incluyendo roedores y células humanas. Sin embargo, "ningún vínculo directo entre GVs y la enfermedad en humanos se ha establecido aún," los autores observaron.
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"Se puede encontrar en todo tipo de entornos," Abergel, dijo. Más probable es que el virus fue pasado por alto por décadas, porque los científicos filtran partículas de gran tamaño de sus muestras de agua cuando la búsqueda de pequeños virus, Abergel añadido. Y además de ser grandes, gigantes virus cuentan con muchas características únicas que los diferencian de cualquier menor de virus visto antes", añadió.
Por ejemplo, de los Padres y sus coautores estudiado varias gigante de los virus que se parecen a 20 caras de los dados, incluyendo el mimivirus, la Antártida, el virus de Samba virus y Tupanvirus. La estructura y los caparazones de estos virus "son muy complejos, como nunca antes visto en la virosphere," Jônatas Abrahão, un profesor de virología en la Universidad Federal de Minas Gerais, en Brasil, dijo a Live Science en un correo electrónico. El stargate se encuentran en las superficies de estos virus en particular, fascina a los científicos "debido a su belleza y simetría, y el hecho de que los pequeños virus que contienen una estructura de este tipo, dijo Abrahão, que no estuvo involucrado en el estudio.
Pero, hasta ahora, "cómo abrir la puerta estelar era un misterio," él agregó.
la Apertura de la puerta estelarAntes de que el stargate se abre, el gigante de virus "engullidos por las células" en un proceso llamado fagocitosis, el Padre dijo. Mientras que los pequeños virus como el de la gripe de fusibles de su composición de ácidos grasos de la membrana con la que la célula se está infectando, el gigante de los virus entran en las células al ser tragados enteros, duro caparazón exterior y todo.
una Vez dentro, el gigante de los virus de abrir sus puertas estelares y su liberación de infecciosas "semilla" Abergel, dijo. "Esto es toda una estructura que se descarga desde el plásmido," o anillo circular de ADN viral en el citoplasma, o la solución de agua de las proteínas y las sales que rodea a los orgánulos de las células eucariotas. Este proceso te ayudará a iniciar la infección, dijo.
En estudios anteriores, los investigadores capturaron a fragmentos de este proceso por el corte de las células infectadas en secciones delgadas y el estudio de lo que podría ser encontrado en el interior, madre de familia, dijo. Pero a menos que alguien le sucede a la captura que "uno-en-un-millón de" instantáneas de la puerta estelar de la apertura, el sector-y-disparar técnica hace que sea difícil distinguir una etapa de la infección a partir de la próxima, agregó.
Para superar este obstáculo, los Padres y Jason Schrad, un estudiante de posgrado en su laboratorio, ha elaborado una estrategia para desencadenar el gigante de la infección por el virus fuera de una célula y la imagen de cada paso del proceso.
Después de aislar el virus, el equipo objeto de cada una de las muestras a diferentes química y ambiental de los tratamientos en un intento de imitar las condiciones que pueden provocar la infección en el interior de una celda real. Por ejemplo, después de ser tragado por una célula, el virus de sentarse en una membrana de la burbuja de llamada vacuola, la cual tiende a ser muy ácido (pH bajo). A continuación, el equipo se coloca el tratado virus bajo un crio-microscopía electrónica (EM) microscopio, el cual transmite los haces de partículas con carga negativa a través de la muestra para la captura de imágenes de resolución atómica. Ellos también se examinan las muestras con un microscopio electrónico de barrido para tomar imágenes detalladas de la superficie viral.
El equipo encontró que las tres condiciones de forma fiable causado el stargate para descomprimir: pH bajo, altas concentraciones de sal y las altas temperaturas, de hasta 212 grados Fahrenheit (100 grados Centígrados).
pH Bajo o alto contenido de sal, en el aislamiento, "agrietado" abrir la puerta estelar, pero no abrir la estructura por completo, los autores observaron. La adición de calor extremo abierto el portal más, pero, es poco probable que la temperatura de ebullición podría encontrarse en una real célula, el Padre dijo. Más probable, de alta temperatura imita los efectos de algo que ocurre "en el contexto de un host," tales como la presencia de una enzima específica, dijo.
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Bajo muchas condiciones, el gigante de virus resisten a abrir sus puertas estelares, "y sin embargo, tan pronto como usted tiene la llave apropiada, que abren hasta muy muy bien," similar a una dura semilla de romper abierto en respuesta a agua, Abergel, dijo. En el trabajo anterior en su laboratorio, Abergel predijo que baja el pH y altas concentraciones de sal puede provocar que el stargate para abrir. "Es muy bueno ver a la modelo demostró experimentalmente," ella dijo de la Célula de estudio.
Aún más misterios a resolverDespués de persuadir a que el stargate para abrir, el equipo se fue a estudiar lo que las proteínas se deslizó fuera de los virus junto con su material genético. Centrándose en la Samba de virus y Tupanvirus, en concreto, se utiliza una técnica llamada espectrometría de masas para deducir la estructura de proteínas diferentes.
"La forma de las proteínas virales y la forma en que trabajan tienden a ser conservadas a través de muy alejadas [virus]," Padres", dijo. En futuros estudios, los autores buscan determinar cómo estos gigantes de proteínas del virus de la función, en parte, por "[picar] hasta las secuencias de proteínas en pequeños trozos" y la comparación de su estructura a otras proteínas conocidas.
"Las proteínas liberadas durante [el gigante de virus] uncoating están probablemente relacionadas con los pasos iniciales de la infección, incluyendo el apagado de la respuesta del huésped y viral de la fábrica de la asamblea," Abrahão, dijo. "Sin embargo, muchas proteínas virales liberado de la cápside son desconocidos y sus funciones siguen sin ser investigados".
El 20 caras de los virus incluidos en el estudio representan sólo una clase de virus gigante, pero los mismos métodos de investigación que podría ser utilizado para el estudio de muchas otras especies, "con los genomas y las partículas nunca se ha descrito antes," Abrahão, dijo. El gigante de los virus contienen los genes y las proteínas que "no se parecen a nada en el celular de mundo" o incluso de otros virus, Abergel añadido. Futuros estudios podrían revelar cuándo y cómo estos virus evolucionaron por primera vez, y por qué difieren de manera tan drástica de la más familiar de las formas de vida.
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