Site Sponsors
  • Strem Chemicals - Nanomaterials for R&D
  • Park Systems - Manufacturer of a complete range of AFM solutions
  • Oxford Instruments Nanoanalysis - X-Max Large Area Analytical EDS SDD
Posted in | Nanomedicine | Microscopy

Het Naaldachtige Uiteinde van één-Nanometer van het Gebruik van Virussen om Bacteriën Aan Te Vallen

Published on November 14, 2012 at 7:19 AM

Het zou het kleinste pantser-doordringend wapen in het biologische heelal kunnen zijn: De wetenschappers EPFL hebben een één-nanometer naaldachtig uiteinde gemeten dat de virussen gebruiken om bacteriën aan te vallen.

Gegroepeerd onder de unassuming naam ö92, heeft een familie van bacteriofaagvirussen zijn specialiteit geperfectioneerd: zij vallen salmonella's en coliform bacteriën aan. Het belangrijkste voorwerp van hun arsenaal is een naaldachtig uiteinde dat het membraan van zijn slachtoffer doordringt. De wetenschappers EPFL hebben dit minuscuul wapen gemeten; bij één enkele nanometer, is het ruwweg 20 keer de diameter van een heliumatoom. Deze ontdekking, dat in Structuur wordt gepubliceerd, een dagboek van de Pers van de Cel, zullen onderzoekers toestaan om de aanvalsstrategie beter te begrijpen die door bacteriofagen wordt gebruikt, die intensief voor hun therapeutisch potentieel worden bestudeerd.

het pantser-doordringend wapen ö92 wordt samengesteld uit drie kettingen van identieke proteïnen. Deze drie lange ineengestrengelde molecules vormen een aanhangsel scherp genoeg om het bacteriële membraan te doordringen. Deze moleculaire naald, die onlangs in het Laboratorium van EPFL van Structurele Biologie en Biofysica wordt ontdekt, dat door Petr Leiman wordt geleid, schijnt kenmerkend van alle species te zijn behorend tot de ö92 familie van bacteriofaagvirussen.

Het lichaam van een bacteriofaag wordt samengesteld uit twee belangrijke delen. De eerste, een hol hoofd genoemd een „capsid,“ bevat het genetische materiaal. De tweede bestaat uit een buis, een groep aanhangsels op voeten lijken, en een apparaat die dat wordt ontworpen om het membraan van zijn gastheer te doordringen - het naaldachtige uiteinde is bij het meest verste uiterste van het virus.

De Bacteriofagen erkennen suikers en proteïnen op de oppervlakte van hun aangewezen gastheerbacteriën. Het virus maakt dan zijn voeten aan het slachtoffer vast, en een complex proces wordt in beweging gebracht. Een ketting van proteïnen ontrolt zich, duwend de injectiebuis en zijn uiteinde door het membraan van het slachtoffer zoals een injectienaald. Het uiteinde maakt dan van de buis los en, als een ontkurkte fles champagne, wordt het onder druk gezette genetische materiaal in capsid ingespoten in de bacterie. De bacteriofaag begint dan binnen zijn slachtoffer te reproduceren.

Door de nauwkeurige structuur van het uiteinde te bepalen, hebben de wetenschappers EPFL alle ontbrekende details in ons begrip van dodelijk wapen ö92 ingevuld. Om dit niveau van detail te bereiken - hoogstens een dozijn of zo atomen bij het uiterste van het uiteinde - zij gebruikten x-ray kristallografietechnieken, die van hoge genoeg resolutie zijn om de vorm van individuele molecules te bepalen.

„Wij slaagden erin om niet alleen de grootte, maar de volledige structuur van het uiteinde te bepalen eveneens,“ verklaart EPFL post-doctorale onderzoeker Christopher Browning, die eerste auteur op het artikel is. Bovendien ontdekten de onderzoekers een ijzeratoom in het aanhangsel. „Wij nog zijn niet zeker wat het voor heeft gebruikt, maar zodanig dat dit element giftig is, hebben wij zeer goede reden om te denken dat het niet daar per toeval.“ is

Dit onderzoek heeft ver implicaties voorbij eenvoudige biologische nieuwsgierigheid. De Bacteriofagen worden overwogen belovend wapens in de bestrijding van besmettelijke bacteriën, om traditionele antibiotica aan te vullen of te vervangen. De wetenschappers geloven de vorm van het naaldachtige uiteinde voor een deel de bacteriële species bepaalt die door een bacteriofaag kunnen worden aangevallen.

Onder de wegen die zijn onvolledige geroepen bacteriofagen „pyocins,“ worden onderzocht die natuurlijk door sommige besmette bacteriën worden geproduceerd. Pyocins bestaat uit enkel de injectieapparaten van het virus, een soort mechanische component, maar biologische oorsprong. Zij zijn van belang precies voor wetenschappers omdat zij geen capsid, hebben en zo geen genetisch materiaal, verklaren het Bruinen dragen. „Deze dingen kunnen het bacteriële membraan doordringen, dat de bacterie, maar kan doden zonder genetisch materiaal in te spuiten. Dat wijkt de mogelijkheid dat de uit bacteriofaag dan „goede“ bacteriën veranderen en kon aanvallen. Deze optie wordt uitgebreid op het ogenblik bestudeerd, maar wij moeten het potentieel van elke bacteriofaag met betrekking tot de diverse bacteriën begrijpen. De vorm van het uiteinde is één van die parameters.“

Bron: http://actu.epfl.ch/

Last Update: 14. November 2012 08:49

Tell Us What You Think

Do you have a review, update or anything you would like to add to this news story?

Leave your feedback
Submit