Muitos vírus hélice dupla de ADN infectar células expelir sua informação genética para uma célula hospedeira. Mas como o ADN geralmente rígida embalada num vírus 'fluxo de concha do vírus à célula?

Em dois estudos separados, biofísica Carnegie Mellon University Alex Evilevitch tem mostrado que, em ambos os vírus que infectam bactérias e os seres humanos, uma transição de fase a uma temperatura de infecção permite o ADN para ir de uma estrutura cristalina para uma estrutura rígida semelhante a um fluido que facilita a infecção.



Os resultados proporcionam um novo potencial alvo para terapias anti-virais.

A maioria dos medicamentos antivirais funcionam ao desativar proteínas virais, mas muitas vezes os vírus evoluem e tornam-se resistentes aos medicamentos. Evilevitch ela acredita que os cientistas podem agora ter uma nova maneira de prevenir a infecção, bloqueando a transição de fase.

Tal terapia pode ser generalizado a todos os tipos de vírus do Herpes, e não seria propensa a desenvolver resistência.

"A parte mais interessante disso é que as propriedades físicas do DNA embalados desempenham um papel muito importante na disseminação de uma infecção viral, e essas propriedades são universais", diz Evilevitch, professor associado do departamento de física na Universidade Carnegie Mellon. "Isto pode levar a uma terapia que não esteja associada ao vírus 'sequência do gene ou a estrutura da proteína, o que tornaria o desenvolvimento de resistência à terapia altamente improvável."

Como o DNA de escapar?

A maioria dos vírus, que se infectam bactérias, plantas ou animais, têm estruturas muito semelhantes. Eles consistem de uma concha exterior chamada uma cápside contendo o genoma virai é de RNA ou DNA.

Em muitos vírus de ADN as longas cadeias de ácidos nucleicos estão intimamente envolvido em uma estrutura cristalina.

As forças repulsivas formadas pelos fios de camadas de material genético exercer uma grande pressão sobre a cápside, e de acordo com a pesquisa anterior realizado por Evilevitch, esta pressão é, em última análise o que leva o ADN em um pequeno da cápside vigia do vírus e em uma célula hospedeira. Este furo é maior do que a largura de uma cadeia de ADN.

Para descobrir como o DNA pode facilmente escapar através de uma pequena abertura no capsídeo tal, Evilevitch fez estudos separados no vírus herpes simplex tipo 1, que infecta seres humanos, e bacteriófago lambda, que infecta bactérias.

Temperatura parece se importar

No estudo de HSV-1, que foi publicado em Nature Chemical Biology, Evilevitch para ver o que as condições físicas levar a uma infecção viral bem sucedida.

Usando microscopia de força atômica e pequeno ângulo de espalhamento de raios-X, ele descobriu que ambas as condições iônicas na célula e temperatura poderia mudar a fluidez e mobilidade de DNA dentro de um vírus.

O DNA viral foi muito mais fluida a temperaturas próximas à da infecção e com as condições iónicas semelhantes à de células epiteliais e neuronais as mesmas células que HSV-1 infecta.

No estudo do bacteriófago lambda, que foi publicado em PNAS, microcalorimetria Evilevitch utilizado ultra-sensível e SAXS para confirmar a existência de uma transição de fase sólida para líquida semelhante ao DNA no bacteriófago. Eles descobriram que a temperatura do ADN do fago sofrido infecção desordenamento sólido-líquido como, determinando uma maior mobilidade do DNA e a infecção de células seguinte.

Ting Liu, Udom Sae-Ueng, Li Dong, Gabriel C. Lander, Xiaobing Zuo, Bengt Jönsson, Donald Rau, Ivetta Shefer, e Alex Evilevitch
DNA transição sólida para vírus líquido-como facilita a infecção
PNAS 14.675 para 14.680,