Gözle görülemeyen savaşın filmi çekildi! Virüsün zırhını kuşanma anı ilk kez izlendi

Oxford Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, protein yapı taşlarının bir araya gelerek virüs benzeri bir kabuk oluşturma sürecini gerçek zamanlı olarak gözlemlemeyi başardı. Bilim insanları, genetik materyal içermeyen ve virüs benzeri olarak tasarlanmış protein kabuklarının, plansız ve kendi kendine düzenlenen bir süreçle nasıl inşa edildiğini detaylarıyla ortaya koydu. Araştırmada, protein bloklarının zayıf moleküler bağlantılar kurarak defalarca birleşip ayrıldığı, ancak sonunda kararlı ve tamamlanmış bir kabuk yapısına ulaştığı gözlemlendi. Bu süreçte, ilk aşamada beşli halkaların oluşmasının kritik bir rol üstlendiği ve sonrasında kabuğun hızla büyüdüğü tespit edildi. Çalışma, virüslerin genetik materyalini saran kapsid adı verilen protein kabuğunun, herhangi bir dış müdahale veya rehber olmadan, yalnızca fiziksel etkileşimler sayesinde oluştuğunu doğruladı. Araştırmacılar, bu bulguların gerçek virüsler için de geçerli olmasını bekliyor ancak henüz genetik materyal taşıyan doğal virüs kapsidlerinde aynı sürecin işleyip işlemediği test edilmedi.

Oxford ekibi: Protein kabuğu montajı adım adım izlendi

Oxford Üniversitesi Kimya Bölümü ve Kavli Nanobilim Keşif Enstitüsü'nden oluşan ekip, deneylerinde genetik materyal içermeyen, virüs benzeri bir protein kabuğu modeli kullandı. Araştırmacılar, 60 kopya proteinin üçlü bloklar halinde birleşerek, 20 adet üçlü bloktan oluşan ve 12 beş kenarlı yüzü bulunan bir top şeklinde kabuk meydana getirdiğini gözlemledi. Bu model, günümüzde aşı geliştirme çalışmalarında da temel olarak test edilen bir yapı. Ekip, kabuğun inşa sürecini izlemek için Oxford'da geliştirilen kütle fotometrisi yöntemini kullandı. Bu teknik, tek bir molekülün ağırlığını, saçtığı ışık miktarını ölçerek belirliyor ve her yeni protein bloğu eklendiğinde kabuğun ağırlığındaki artışı hassas şekilde tespit ediyor. Araştırmacılar, protein bloklarının suda çok hızlı hareket etmesi nedeniyle, bazı blokları ince yağlı bir film üzerinde sabitledi. Böylece bloklar film üzerinde kayabiliyor fakat ortamdan uzaklaşamıyordu. Ekip, bu filmi mikroskobik daireler halinde izole ederek, tek bir protein bloğunu saniyede 250 kez tartabildi. Bu sayede, protein kabuğu montajının her adımı detaylı biçimde kaydedildi.

Zayıf bağlantıların rolü ve beşli halkaların önemi ortaya çıktı

Araştırmada, protein bloklarının birbirine zayıf şekilde bağlandığı, çoğu zaman ortalama üçte iki saniye gibi kısa bir sürede yeniden ayrıldığı saptandı. Tek bir bağlantının uzun süreli stabilite sağlamadığı, ancak beş blok bir araya gelip halka oluşturduğunda, her bloğun iki komşusuyla temas ederek yapının kararlı hale geldiği anlaşıldı. Düz film üzerinde yapılan deneylerde, beşli halkaların diğer boyutlardaki yapılardan çok daha sık oluştuğu ve bu halkaların üzerine yeni bloklar eklenerek kabuğun tamamlandığı gözlemlendi. Araştırmacılar, çevredeki sudan serbest bloklar eklediklerinde, kabukların beşli halkaların üzerine büyüdüğünü ve tam bir kabuğun yüksek protein konsantrasyonunda yaklaşık 10 dakikada, düşük konsantrasyonda ise yaklaşık 40 dakikada tamamlandığını belirledi. Kabuğun inşa sürecinde, ağırlık artışının düzenli olmadığı, belirli noktalarda uzun süre sabit kaldığı, ardından ani sıçramalarla yeni bir beş kenarlı yüzün tamamlandığı kaydedildi. Takip edilen 25 kabuğun hiçbiri, montaj başladıktan sonra parçalanmadı.