Khám phá quá trình trưởng thành và lây lan của virus sốt xuất huyết - Bản có dấu.
Kham pha qua trinh truong thanh va lay lan cua virus sot xuat huyet - Bản không dấu.

Phát hiện này bao hàm tất cả các loại virus  thuộc họ flaviviruses cóliên quan đến rất nhiều những căn bệnh nguy hiểm lây lan  qua côn trùngnhư sốt xuất huyết, West Nile, sốt vàng da hay viêm não St. Louis. Bệnhsốt xuất huyết rất phổ biến tại Đông nam châu Á, Trung Mỹ và Nam Phi.Loại virus  gây sốt xuất huyết lây lan  qua loài muỗi gây ảnh hưởng đến50 triệu người và khiến 24.000 người tử vong mỗi năm, chủ yếu là ở cáckhu vực nhiệt đới.

Các nhà nghiên cứu  đã mô tả chi tiết những biến đổi thiết yếu xảy rakhi virus  tập hợp các bộ phận của chúng và khi chúng di chuyển từ bêntrong ra bên ngoài tế bào vật chủ trước khi phát tán gây hại đến các tếbào khác. Các bộ phận của virus  được tiếp xúc với môi trường  có độ axittăng dần khi chúng thực hiện cơ chế xuất bào. Độ axit thay đổi này giữmột vai trò sống còn trong quá trình trưởng thành của virus. MichaelRossmann – giáo sư ngành Khoa học  sinh học – cho biết: “Đây có lẽ là những hiểu biết cặn kẽ nhất về quá trình trưởng thành của virus.”

Nghiên cứu được thực hiện với sự phối hợp của hai phòng thí nghiệm tạiPurdue, một do giáo sư Rossman điều hành và phòng thí nghiệm còn lại doJue Chen – phó giáo sư chuyên ngành  khoa học  sinh học – điều hành. Thamgia vào nghiên cứu  còn có I-Mei Yu – một nhà nghiên cứu  hậu tiến sĩcộng tác cùng Chen – và Long Li – một sinh viên  theo học tiến sĩ cùnggiáo sư Rossman.

Kết quả được giải trình trên hai bài viết kế tiếp nhau phát hành thứsáu ngày 28 tháng 03 năm 2008  trên tờ Science. Các tác giả  của hai bàiviết bao gồm Yu, Li, Rossmann, Chen và Richard  J. Kuhn – giáo sư đồngthời là trưởng khoa Khoa học  sinh học thuộc Đại học  Purdue.

Giáo sư Rossman cho biết trong khi con đường  virus  xâm nhập vào một tếbào vật chủ mới đã được nghiên cứu  tương đối đầy đủ, thì con đường  màvirus thoát ra ngoài tế bào vật chủ ban đầu vẫn chưa được tìm hiểu cặnkẽ. Ông nói: “Hai bài viết kể trên muốn tập trung đến con đường  này và so sánh sự khác biệt  giữa hai con đường”.

Virus đã đi qua các ngăn bên trong tế bào được gọi là lưới nội chất vàmạng lưới thể Golgi. Khi chưa trưởng thành, các bộ phận của virus  khôngthể kết hợp với màng tế bào nên chúng không thể gây ảnh hưởng đến cáctế bào vật chủ. Tuy nhiên theo Chen, khi đã trưởng thành virus  có thểkết hợp với màng tế bào từ đó cho phép các bộ phận của virus  lây lansang các tế bào vật chủ khác.

Cáchình ảnh trên mô tả virus  sốt xuất huyết. Trên cùng bên trái là hìnhảnh hiển vi điện tử  nhiệt độ thấp, bên phải là các hình ảnh  tái tạo quátrình trưởng thành của các bộ phận virus  khi chúng di chuyển trong tếbào vật chủ. Các nhà sinh học thuộc Đại học  Purdue đã xác định được tạisao virus  lại phải trải qua quá trình biến đổi cấu trúc để trưởng thànhtrong tế bào vật chủ, và những biến đổi này có ảnh hưởng quan trọng  nhưthế nào đối với khả năng lây nhiễm của virus  đến những tế bào vật chủkhác. Các hình ảnh  khác mô tả chi tiết cấu trúc của virus  và các thànhphần thiết yếu của hai loại protein được liên kết với nhau có tên tiềnthân protein màng và protein vỏ.
(Ảnh: Đại học  Purdue)

Chen nói rằng: “Có rất nhiều màng trong mạng lưới thể Golginên những virus  chưa trưởng thành đều bị những tấm màng này bao quanh.Thật ra, môi trường  của đường xuất bào rất giống với môi trường  màvirus gặp khi chúng xâm nhập rồi gây hại cho một tế bào vật chủ mới. Dođó, câu hỏi  đặt ra là tại sao virus  lại không kết hợp với màng tế bàokhi thoát ra?”

Các nhà khoa học  đã xác định vai trò chủ chốt của sự thay đổi nồng độ axit khi các virus  trưởng thành di chuyển qua các khoang tế bào. Rossman cho biết: “Chúngta đã biết đến hiện tượng biến đổi nồng độ axit, tuy nhiên ảnh hưởngcủa nó đến quá trình trưởng thành của virus  vẫn chưa hề được khám phácho đến khi có được những phát hiện này”.

Khi một bộ phận của virus  trưởng thành dọc theo con đường  của nó trongtế bào vật chủ, nó biến đổi cấu trúc protein bản thân  ở lớp vỏ bênngoài. Yu đã mô phỏng môi trường  mạng lưới thể Golgi trong các ốngnghiệm cho phép các nhà nghiên cứu  tìm hiểu quá trình biến đổi cấu trúccủa virus  khi nồng độ axit tăng dần. Bề mặt mỗi phần của virus  có chứađến 180 bản sao thành phần tạo nên hai protein gắn kết với nhau có têntiền thân protein màng và protein vỏ.

Tiền thân protein màng ngăn cản virus  chưa trưởng thành kết hợp vớimàng tế bào bằng cách phủ lên điểm gắn kết trên protein màng. Trong quátrình trưởng thành, một loại enzim có tên furin đã cắt đứt liên kếtgiữa hai protein, tiếp xúc với điểm gắn kết trên protein màng và chophép virus  kết hợp với màng tế bào.

Tuy nhiên Yu cũng thấy rằng tiền thân protein màng vẫn nằm im lìm chođến khi virus  đã sẵn sàng thoát ra khỏi tế bào vật chủ ban đầu. Các nhànghiên cứu đã sử dụng một kỹ thuật  có tên ảnh hiển vi điện tử  nhiệt độ thấp để có được cái nhìn chi tiết hơn về những gì diễn biến bên trong virus.

Chen cho biết: “Tiền thân protein màng vẫn được giữ lại trênbề mặt virus  ngay cả khi enzim đã tách hai loại protein. Đây là mộtbước quan trọng  vì virus  mặc dù đã trưởng thành nhưng vẫn không thể kếthợp với màng tế bào cho đến khi nó thoát ra khỏi tế bào vật chủ củanó”. Các nhà khoa học  cũng nhận thấy rằng môi trường  cần phải cótính axit trước khi enzim tách rời hai protein. Họ cũng đã nghiên cứucấu trúc để tìm hiểu cụ thể tại sao cần thiết phải có độ axit tăng dần.

Li đã sử dụng tế bào ruồi giấm để sản xuất một lượng lớn các proteingắn kết từ đó các nhà nghiên cứu  có thể tìm hiểu bằng phương pháp tinhthể học tia X. Nhờ sử dụng phương pháp tinh thể học, các nhà nghiên cứucó thể hình ảnh  hóa và nghiên cứu  cấu trúc kết hợp của tiền thânprotein màng và protein vỏ.

Rossman nói: “Hiểu biết sâu hơn về cấu trúc này cho phépchúng tôi biết được tại sao virus  chưa trưởng thành lại không thể kếthợp được với màng tế bào. Về cơ bản, các nhà nghiên cứu  muốn tìm ranhững biện pháp để điều trị hoặc ngăn chặn ảnh hưởng của virus. Nhưngđể làm được điều đó, trước tiên chúng ta phải biết được virus  hoạt độngnhư thế nào, trưởng thành và lây nhiễm ra sao”.

Để tạo ra phức hợp của hai loại protein, đầu tiên Li phải thay thế khuvực xuyên màng không hòa tan trên protein bằng đoạn hòa tan được – đâylà một bước thiết yếu sử dụng tế bào ruồi giấm nhằm sản xuất protein.Ông cũng phải biến đổi protein bằng cách bỏ các điểm enzim furin thườngbám vào, ngăn cản các protein không bị tách rời.

Tiền thân protein màng có chiều rộng khoảng 50 nanomet (nhỏ hơn 1 methàng tỉ lần), protein vỏ có chiều rộng khoảng 3 nanomet, gần bằng kíchcỡ một nguyên tử. Một nanomet bằng kích cỡ của 10 nguyên tử hiđro gắnvới nhau.

Các nghiên cứu  về sau sẽ tập trung vào quá trình biến đổi cấu trúc của virus  ở mức độ chi tiết hơn.

Hiện tại chưa có bình luận nào về bài viết Khám phá quá trình trưởng thành và lây lan của virus sốt xuất huyết!

Bạn có ý kiến gì về bài viết Khám phá quá trình trưởng thành và lây lan của virus sốt xuất huyết này? Hãy gởi suy nghĩ, bình luận, đánh giá, lời khuyên ... của bạn về bài viết Khám phá quá trình trưởng thành và lây lan của virus sốt xuất huyết bạn tại đây.