کروناویروس چگونه مواد ژنتیکی خود را تکثیر می‌کند؟
خبرمهم: محققان موسسه "ماکس پلانک" با بازسازی و تعیین ساختار سه بعدی پلیمراز کروناویروس جدید موفق شده‌اند اطلاعات مفیدی درباره نحوه تکثیر این ویروس و مهار آن با داروهای ضد ویروسی کسب کنند.
به گزارش بخش اجتماعی سایت خبرمهم، وقتی شخصی به ویروس”SARS-CoV-۲” یا همان کرونا ویروس جدید آلوده میشود، ویروس(پاتوژن) به سرعت در سلول‌های فرد آلوده تکثیر میشود. ویروس برای انجام این کار، باید مواد ژنتیکی خود را که شامل یک رشته RNA بلند است، تکثیر کند. این کار توسط “دستگاه کپی” ویروسی موسوم به “پلیمراز”(polymerase) انجام میشود.
محققان موسسه شیمی بیوفیزیکی “ماکس پلانک” در آلمان به سرپرستی “پاتریک کرامر”، اکنون ساختار سه بعدی پلیمراز کروناویروس را مشخص کرده‌اند. این کار به آنها امکان می‌دهد تا بررسی کنند که داروهای ضد ویروسی مانند “Remdesivir” که باعث انسداد پلیمراز میشود، چگونه کار می‌کند و در عین حال به جستجوی داروهای مهار کننده جدید بپردازند.
“کرامر” می‌گوید: با توجه به بیماری همه‌گیر فعلی که ما می‌خواهیم به توقف شیوع آن کمک کنیم، ما تجربه گسترده ی در مطالعه پلیمرازها داریم. بنابراین برای دانشمندان ما واضح بود که چه چیزی را برای مطالعه انتخاب کنند.
“هاوک هیلن” از محققان این مطالعه توضیح داد: ما از دیدن ساختار خاص پلیمراز کروناویروس و تفاوت آن با سایر ساختارهایی که تاکنون مطالعه کرده بودیم، شگفت زده شدیم.
پلیمراز کروناویروس به همان روشی که در سایر انواع ویروس‌ها دیده میشود، به RNA متصل میشود. با این حال، این پلیمراز یک عنصر اضافی دارد که آن هم تا زمانی که مواد ژنتیکی را کاملا کپی نکند، به RNA متصل میشود. این برای کروناویروس بسیار مهم است، زیرا ژنوم آن از حدود ۳۰ هزار بلوک ساختاری تشکیل شده است و بسیار طولانی است و این موضوع، کپی کردن و تکثیر شدن را به یک چالش اساسی تبدیل می‌کند.
دانستن چگونگی تشکیل پلیمراز کروناویروس در مقیاس اتمی، بینش‌های جدیدی را برای درک بهتر و مبارزه با این عامل بیماری زا فراهم می‌کند. محققان در مرحله بعد به طور مفصل بررسی خواهند کرد که چگونه مواد ضد ویروسی، تکثیر کروناویروس ها را مسدود می‌کنند.
بسیاری از امیدها بر داروی “Remdesivir” است که به طور مستقیم پلیمراز را مسدود می‌کند. اکنون با استفاده از نتایج این مطالعه جدید می‌توان داروهای موجود مانند “Remdesivir” را بهینه کرد و اثر آنها را بهبود بخشید.
محققان همچنین می‌خواهند داروهای جدیدی را جستجو کنند که قادر به متوقف کردن پلیمراز ویروس باشند.
محققان فورا نتایج خود را در اینترنت منتشر کردند، چرا که می‌خواستند سریعاً یافته‌های خود را با جامعه علمی بین‌المللی برای تسریع در امور به اشتراک بگذارند.
مسیر تعیین ساختار سه بعدی پلیمراز کروناویروس دشوار بود.
“گوران کوکیچ” توضیح می‌دهد: اول ما مجبور شدیم پلیمراز را از سه پروتئین خالص بازسازی کنیم. پس از بهینه سازی، سرانجام در لوله آزمایش، عملکرد یافت. فقط در این صورت ما قادر به مطالعه نحوه عملکرد آن بودیم و برای انجام این کار، به سرعت آزمایش ویژه‌ای را برای تعیین فعالیت پلیمراز ایجاد کردیم.
سپس این تیم نمونه‌ها را در میکروسکوپ الکترونی با بزرگنمایی بیش از ۱۰۰ هزار برابر بررسی کردند و در ابتدا با یک ناامیدی روبرو شدند. “کریستین داینمان” متخصص میکروسکوپ الکترونی گفت: اگرچه ما به مدت ۱۰ شبانه روز از آن عکس می‌گرفتیم، اما نتوانستیم بینش دقیقی از ساختار آن به دست آوریم. با این وجود، یک نمونه متفاوت، به نوعی عجیب به نظر می‌رسید. اولین فکر ما این بود که آن را دور بیندازیم، اما خوشبختانه چنین نکردیم. این نمونه، داده‌های باکیفیت مورد نیاز ما را در اختیارمان قرار داد.
تعیین ساختار پلیمراز، آخرین کمک محققان ماکس پلانک در راه مقابله با بیماری همه گیر کووید-۱۹ نخواهد بود، چرا که “کرامر” می‌گوید: ما در حال برنامه ریزی هستیم تا به عوامل کمکی که RNA ویروس را تغییر می‌دهند، نگاهی بیندازیم، به گونه‌ای که نتواند توسط سیستم ایمنی بدن انسان تخریب شود و البته مانند زیست‌شناسان ساختاری، امیدواریم که اهداف دیگری در ویروس پیدا کنیم که بتواند راهکارهای درمانی جدیدی را در کوتاه مدت ایجاد کند./ایسنا
