[ad_1]

دانشمندان در حال بررسی راه حل هایی برای ایجاد محافظت از غشای سلول در برابر COVID-19 هستند

غشای سلول اولین خط دفاعی سلول در برابر ویروس کرونا است که مسئول COVID-19 است. سطح ویروس با پروتئین های خاردار پوشیده شده است که به غشای سلول متصل شده و عفونت ویروسی را تسهیل می کند. محققان در حال بررسی چگونگی عملکرد این فرآیند و درمان هایی هستند که می توانند از آن جلوگیری کنند. اعتبار: ORNL / جیل همن

غشای سلولی خارجی ترین خط دفاعی سلول در برابر SARS-CoV-2 ، ویروس کرونا است که مسئول بیماری COVID-19 است.

غشای سلولی تنها چند نانومتر ضخامت دارد ، اما برای زندگی حیاتی است. آنها به عنوان سدی بین داخل سلول و محیط اطراف عمل می کنند و میزبان بسیاری از فعالیت های لازم برای عملکرد سلول هستند.

محققان ویرجینیا تک و آزمایشگاه ملی Oak Ridge (ORNL) وزارت انرژی (DOE) از پراکندگی نوترون برای بررسی چگونگی تعامل غشای سلولی و ویروس و اینکه چه نامزدهای درمانی می توانند غشای سلولی را در برابر نفوذ مقاومت نشان دهند ، استفاده می کنند. ویروس ها چنین اطلاعاتی می تواند به متخصصان کمک کند تا استراتژی هایی را برای کند کردن توسعه عفونت ویروسی و کاهش اثرات مضر آن ایجاد کنند.

جان کاتساراس ، بیوفیزیکدان و دانشمند پراکندگی نوترون گفت: “توسعه روش های درمانی که در روند عفونت ویروسی تداخل داشته باشند می تواند به کاهش شدت بیماری COVID-19 کمک کند و افراد را قادر به بهبود سریع تر کند.” در ORNL. این به نوبه خود می تواند تعداد بستری شدن در بیمارستان ها را کاهش داده و خطر غالب مراکز درمانی را کاهش دهد.

ماموریت غشایی محور

ویروس کرونا ویروس سلولهای انسانی را با کمک پروتئین های خاردار که از لایه غشای خود بیرون زده ربوده و ظاهری تاج مانند به ویروس می دهد. پروتئین خار به سطح سلول متصل می شود و به فیوز شدن غشاهای ویروسی و سلولی کمک می کند. پس از ذوب شدن غشاها ، ویروس می تواند وارد سلول شده و نسخه های خود را بسازد و عفونت را در بدن پخش کند.

با تعیین چگونگی نفوذ ویروس کرونا به غشای سلول ، دانشمندان می توانند درمان هایی را ایجاد کنند که از این روند جلوگیری می کند. بسیاری از محققان در حال بررسی راه های مبارزه با ویروس با هدف قرار دادن پروتئین های پروتئینی آن هستند ، اما افراد کمتری به محل شروع عفونت توجه می کنند: غشای سلول.

رعنا اشکار ، دستیار فیزیک در ویرجینیا تک و همکار سابق تحقیق در ORNL Shull ، گفت: “برای اینکه ویروس فعال باشد ، باید از غشای سلول عبور کند.” “بیشتر کارها بر روی غیرفعال کردن خود پروتئین سنبله متمرکز است. با این حال ، ما می خواهیم بدانیم که پروتئین سنبله چگونه با غشا ارتباط برقرار می کند و چه تیمارهایی می توانند با هدف قرار دادن خصوصیات غشایی ، به طور غیر مستقیم این تعامل را مسدود کنند.”

اشکار و تیم تحقیقاتی او ساختار و پویایی مدل های غشای بیولوژیکی را مطالعه می کنند تا از عملکرد غشای سلول ایده بگیرند. هنگامی که COVID-19 شروع به گسترش کرد ، از منابع آزمایشگاه خود برای کمک به جامعه علمی در درک بهتر عفونت ویروس کرونا استفاده کرد.

آنها با محققان ORNL همکاری کردند تا درک مولکولی از خصوصیات غشا که به ویروس اجازه ورود می دهد ، چگونگی تغییر غشا در تماس با ویروس و تغییرات غشایی که می تواند روند عفونت را مهار کند ، ایجاد کنند.

“ORNL یک نقش رهبری بین المللی در تجزیه و تحلیل ساختار نانوسکوپی غشاهای بیولوژیکی دارد. با تشکر از تجربه ، شبکه همکاری و توانایی پراکندگی نوترون ، ما توانستیم به سرعت تمرکز خود را برای درک بهتر نحوه ویروس کرونا و برخی ترکیبات دیگر تغییر دهیم ، غشاهای ضربه ای ، “کاتساراس گفت.

این پروژه همچنین از طیف گسترده ای از تخصص در آزمایشگاه استفاده می کند. جسی لب ، قارچ ژنتیکی سلولی و مولکولی در علوم زیست شناسی ORNL گفت: “در ORNL ، ما قادر به همکاری با متخصصان بسیاری از زمینه ها مانند فیزیک ، شیمی و زیست شناسی هستیم.” “هنگامی که بحران آغاز شد ، ما از این دانش ترکیبی برای توسعه پروژه های تحقیقاتی استفاده کردیم که برخی از بزرگترین چالش های مرتبط با همه گیری را برطرف می کند.”

دید نوترونی

این تیم برای بررسی ترکیبات غشاها و خوشه های پروتئین ویروسی و همچنین اثرات برخی از نامزدهای درمانی از یک بازتاب سنج مایعات (LIQREF) در منبع نوترون ORNL Spallation (SNS) استفاده کردند. با استفاده از این ابزار ، دانشمندان می توانند مسیر حرکت نوترون ها را هنگام تعامل با مواد بیولوژیکی مختلف اندازه گیری کنند. سپس آنها از این اطلاعات برای تعیین نحوه سازماندهی نمونه در سطح مولکولی استفاده می کنند.

مین فن ، محقق فوق دکترا در ORNL ، گفت: “با استفاده از این روش ، می توانیم ساختار غشا capture را بگیریم و ارزیابی کنیم که جزئیات مولکولی تحت شرایط فیزیولوژیکی چه غشایی تغییر می کند ، در حالی که غشا در تماس با پروتئین ها یا ترکیبات درمانی است.”

به گفته اشکار ، غشاهای بیولوژیکی دارای نمای نانوسکوپی هستند ، که محققان را به چالش می کشد تا ساختار آنها را مطالعه کنند و نحوه رفتار آنها را مطالعه کنند. با این حال ، نوترون ها قادر به بررسی مواد بیولوژیکی با وضوح بالا و بدون آسیب رساندن به آنها هستند. وی گفت ، پراکندگی نوترون یکی از معدود تکنیک های موجود برای بررسی چگونگی تعامل ویروس و کاندیداهای درمانی با غشاosc در مقیاس نانو است.

نوترون ها نیز برای این مطالعه ایده آل هستند ، زیرا می توانند هیدروژن و ایزوتوپ های آن مانند دوتریم را از هم تشخیص دهند. اشکار گفت: “با جایگزینی انتخابی اتم های هیدروژن در نمونه های غشایی با اتم های دوتریم ، این توانایی را داریم که نحوه” دیدن “نوترون ها را تغییر دهیم تا بتوانیم برخی از جنبه ها را تقویت کنیم و برخی دیگر را کاملاً پنهان کنیم.”

جان آنکنر ، دانشمند ORNL افزود: “همانطور که سطح هیدروژن و دوتریم را در نمونه هایمان تغییر می دهیم ، می توانیم مشخصات مختلف غشا determine را تعیین کنیم.” “با قرار دادن تمام این اندازه گیری ها در کنار هم ، می توانیم یک مدل ساختاری مانند مونتاژ قطعات پازل ایجاد کنیم.”

ساختن یک تصویر مولکولی

محققان آزمایش های خود را با یک مدل غشایی انجام دادند که از نزدیک شکل و ترکیب غشای سلولی را در ریه انسان منعکس می کند ، جایی که عفونت های ویروسی تنفسی غالب است. نمونه ها توسط مری اودم ، یک همکار تحقیقاتی در SNS تهیه شده است. با استفاده از LIQREF ، تیم ابتدا ساختار اصلی غشا را مشخص کرد. آنها سپس چگونگی تغییر خواص غشای هنگام قرار گرفتن در معرض ملاتونین یا آزیترومایسین ، محصولات معمول موجود را که در حال حاضر توسط متخصصان پزشکی در حال بررسی است ، اندازه گیری می کنند تا علائم COVID-19 را تسکین دهند.

ملاتونین یک هورمون طبیعی است که توسط مغز تولید می شود و در تنظیم چرخه خواب نقش دارد. مکمل های ملاتونین ساخته شده مصنوعی در درجه اول برای اختلالات تأخیری و خواب استفاده می شوند ، اما همچنین برای تسکین علائم عفونت های مختلف نیز استفاده شده اند. آزیترومایسین آنتی بیوتیکی است که برای درمان طیف وسیعی از عفونت ها مانند برونشیت و ذات الریه تجویز می شود.

اشکار در حال انجام آزمایشات خصوصیات اضافی در ویرجینیا تک برای بررسی بیشتر چگونگی تأثیر این محصولات بر تشکیل غشا است. نتایج اولیه نشان می دهد که غشاesها وقتی در ملاتونین یا آزیترومایسین قرار بگیرند ، محکم تر بسته می شوند. این تغییر می تواند به طور بالقوه نفوذ غشا را برای پروتئین های ویروسی دارای خوشه چالش انگیزتر کند.

این تیم شامل پروتئین های ویروسی با سنبله در نمونه های غشایی خواهد بود و فاکتورهای مختلف مجموعه پروتئین غشایی را تجزیه و تحلیل می کند. این موارد شامل چگونگی اتصال پروتئین به غشا ، مکانیسم درج پروتئین و واکنش غشا به پروتئین مانند تغییرات فشرده سازی یا سختی آن است. سپس تیم بررسی خواهد کرد که آیا این فعل و انفعالات در حضور کاندیداهای درمانی مختل می شود یا خیر.

تلاش های پراکندگی نوترون در درجه اول توسط آنکنر و فن انجام شده است. علاوه بر این ، یعقوب کینون ، دانشجوی دکترای ORNL ، آزمایشات دیگری را برای بررسی چگونگی تأثیر این دو ترکیب بر بسته بندی مولکولی و پویایی اتصال نمونه های غشایی انجام داد.

پت کولیر ، محقق کارکنان مرکز مواد نانوفاز ORNL ، در حال بررسی غشاهای تشکیل شده توسط قطرات آب روکش شده با لیپید است تا اطلاعات بیشتری در مورد خواص غشا بدست آورد.

از این به بعد ، محققان پیش بینی می کنند که می توان از این روش ها برای ایجاد بستری استفاده کرد که بتواند به سرعت و به طور سیستماتیک درمان های مختلف را از نظر بالقوه آزمایش کند تا به کاهش همه گیری فعلی و سایر تهدیدهای تنفسی ویروسی که ممکن است بوجود آید ، کمک کند. در آینده.


محققان در حال یادگیری نحوه محافظت باکتری ها از غشای خارجی محافظ خود هستند


تهیه شده توسط آزمایشگاه ملی اوک ریج

نقل قول: دانشمندان راه حل هایی برای ساختن محافظت از غشای سلول در برابر COVID-19 (2020 ، 20 نوامبر) مطالعه می کنند ، بازیابی شده در 20 نوامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-11-scientists-solutions- دفاع از غشا cell سلول. html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir