سنگ بنای روش شناختی – ScienceDaily


با توجه به اینکه فاژها قادر به از بین بردن باکتری ها هستند ، مورد توجه خاص علم قرار می گیرند. محققان اصلی Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) در برلین به خصوص به لوله ای که فاژها برای کاشت DNA خود در باکتری استفاده می کنند علاقه مند هستند. آنها با همکاری همكاران Forschungszentrum Jülich و بیمارستان دانشگاهی ینا ، ساختار سه بعدی این م componentلفه اصلی فاژ را در وضوح اتمی كشف كرده اند. رمز موفقیت ترکیبی از دو روش – MRI حالت جامد و میکروسکوپ الکترونی برقی است. این مطالعه به تازگی در ژورنال منتشر شده است ارتباطات طبیعت.

با افزایش مقاومت در برابر آنتی بیوتیک ها ، فاژها به طور فزاینده ای در مرکز تحقیقات قرار می گیرند. فاژها به طور طبیعی ویروس هایی هستند که دارای بسیاری از خواص مفید هستند: آنها DNA خود را در باکتری ها کاشته و در آنجا تکثیر می شوند تا در نهایت سلول باکتری از بین برود. به همین دلیل به آنها باکتریوفاژ (باکتری خوردن) نیز گفته می شود.

قبلاً نشان داده شده است که این روش برای مقابله با بسیاری از باکتریهای مقاوم به دارو است. سال گذشته ، ماجرای دختری از انگلستان هنگامی که به کمک فاژهای مهندسی شده از یک عفونت مقاوم در برابر آنتی بیوتیک جدی بهبود یافت ، خبرساز شد.

با این حال ، استفاده گسترده از فاژ درمانی هنوز فاصله زیادی ندارد. بسیاری از اصول اساسی که در پیشرفت این روش درمانی نقش مهمی دارند هنوز درک نشده اند. به عنوان مثال ، اطلاعات کمی در مورد ظهور دقیق ساختار لوله مورد استفاده فاژها برای کاشت DNA آنها در باکتری ها ، شناخته شده بود. اکنون دانشمندان Leibniz-Forschungsinstitut für Molekulare Pharmakologie (FMP) در برلین ، به همراه همكاران Forschungszentrum Jülich و بیمارستان دانشگاه Jena ، توانسته اند ساختار سه بعدی این ملفه اصلی فاژ را در وضوح اتمی كشف كنند.

برای انتقال DNA طراحی شده است

آدام لانژ ، استاد FMP ، یکی از یافته های جدید را توصیف کرد و گفت: “ساختار و انعطاف پذیری لوله DNA متصل به کپسوئید شکل ایکوزاهدرون تا حدودی یادآور ستون فقرات است.” “به نظر می رسد به طور ایده آل برای انتقال DNA طراحی شده است.”

محققان با ترکیب ابتکاری MRI حالت جامد و میکروسکوپ الکترونی-برقی توانستند تصویری جذاب از ساختار و عملکرد این مسیر پیچیده انتقال DNA – در این مورد نوع فاژ SPP1 – بدست آورند. تیم تحقیقاتی لانژ بیشتر طیف سنجی تشدید مغناطیسی هسته ای (MRI) را به طور خاص برای این کار تحت کمک مالی ERC توسعه داد. پروفسور گونار شرودر ، متخصص Cryo-EM از Forschungszentrum Jülich ، معاینات میکروسکوپ الکترونی را انجام داد. علاوه بر این ، برای تعیین ساختار ، الگوریتم های مدل سازی جدید برای ترکیب رایانه ای از این دو مجموعه داده مورد نیاز است. این الگوریتم ها توسط پروفسور مایکل هابک از بیمارستان دانشگاه جنا ساخته شده است. پروفسور لانژ گفت: “رمز موفقیت ترکیب دو روش بود که یک سنگ بنای روش شناختی است.”

در حالی که MRI نیمه هادی برای تجسم ساختارهای انعطاف پذیر و جزئیات کوچک ایده آل است ، Cryo-EM ایده ای از معماری کلی را ارائه می دهد. تصویر حاصل نشان می دهد که شش پروتئین gp17.1 در حلقه های انباشته سازمان یافته و یک لوله توخالی را تشکیل می دهند. حلقه ها توسط عناصر اتصال انعطاف پذیر به هم متصل می شوند ، که لوله را بسیار انعطاف پذیر می کند. ماكسیلیان زینك از FMP ، نویسنده اصلی این مطالعه ، كه در حال حاضر در ارتباطات طبیعت منتشر شده است ، توضیح داد: “ما هم اكنون می توانیم بفهمیم كه چگونه بار باردار منفی توسط دیواره داخلی لوله منعطف با بار منفی دفع می شود و از آن عبور می كند. “باکتریها در نهایت از این طریق از بین می روند.”

مرحله زیست شناسی ساختاری یکپارچه

به گفته رهبر گروه آدام لانژ ، علاوه بر نشان دادن یک جهش کوانتومی در تحقیقات فاژ ، این کار همچنین “زیست شناسی ساختاری یکپارچه” را بهبود می بخشد ، اصطلاحی برای ترکیبی از این دو روش مکمل.

با تشکر از نصب اخیر میکروسکوپ الکترونی جدید Titan Krios با وضوح بالا ، زیرساخت های لازم برای دستیابی به این مهم اکنون در پردیس برلین-بوخ موجود است. علاوه بر این ، یک دستگاه 1.2 گیگاهرتزی به زودی به طیف سنج های NMR موجود اضافه خواهد شد. آدام لنگ با اشتیاق می گوید: “مجهز به Cryo-EM و حساس ترین طیف سنج MRI در جهان ، در آینده در زیست شناسی ساختاری یکپارچه بسیار حضور خواهیم داشت.” “این چشم اندازهای خوبی برای دانشگاه و سایت تحقیقاتی برلین فراهم می کند.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط انجمن تحقیقات برلین. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.


منبع: khabar-erfan.ir

دیدگاهتان را بنویسید

Comment
Name*
Mail*
Website*