Осторожный, чтобы избежать медведей, следы которых она видела на следе, она забрала образцы из горячего источника с 176 степенями на южном краю Хайдена Валли. Тогда она возвратилась к MSU, где она обработала образцы, проанализировала ее результаты и в конечном счете сосредоточила ее диссертацию на вирусе, имеющем форму лимона, секреты которого она продолжает раскрывать.Ребекка Хочштейн, которая заработала ее докторскую степень в Отделе MSU Микробиологии и Иммунологии в 2015, является ведущим автором исследования, которое объясняет, как вирус, имеющий форму лимона собирает себя и как вирус изгоняет ДНК, которую это несет в клетки – хозяев.
Внесенная фотография Тины Лоезекэнн.Ее новая статья – этот издал в PNAS, официальное издание theNational Академии наук – объясняет полностью новый способ, которым вирусы действуют в создании частиц и как вирусы могут изменить формы, чтобы взаимодействовать с их клетками – хозяевами.
С возможным применением в медицине и биотехнологии, работа определенно фокусируется на выслеженном шпиндельном вирусе Acidianus или вирусе Acidianus, если коротко. Бумага объясняет, как природа собирает вирус и как вирус изгоняет ДНК.«Есть действительно только три общих формы для вирусов (сферический, цилиндрический и, имеющий форму лимона)», сказал соавтор Мартин Лоуренс, преподаватель в Отделе MSU Химии и Биохимии в Колледже Писем и Науки. «Мы много лет понимали принципы для строительства цилиндрических и сферических вирусов, но это – первый раз, когда мы действительно поняли, как третий класс вирусов соединен.
«Мы теперь понимаем, как этот третий вид вирусной раковины собран и динамический процесс, который это использует, чтобы нести и затем в конечном счете изгнать ДНК, которую это несет», сказал Лоуренс. «Это понимание могло потенциально быть адаптировано к технологическому использованию.«Если мы могли бы загрузить эти вирусные раковины различным грузом, сказать препарат и предназначаться для него к конкретному месту в теле, таком как опухоль, это могло тогда поставить препарат просто, что определенное местоположение, делая препарат более эффективным, или уменьшая побочные эффекты», сказал Лоуренс.
Сотрудники Хохштайна сказали, что ее исследование значительное, потому что оно способствует основному пониманию и имеет потенциал для широких заявлений. Это также показывает то, что может произойти, когда у ученых есть доступ к одному из самых современных микроскопов в мире. Такие микроскопы зажгли революцию в криоэлектронной микроскопии, для которой разработчики технологии завоевали Нобелевскую премию по химии 2017 года.Хохштайн и ее сотрудники от MSU, Калифорнийского университета, Лос-Анджелес и Институт Макса Планка Биохимии в Германии узнали больше о структуре вируса Acidianus при помощи комбинации криоэлектронной микроскопии и кристаллографии рентгена.
Кристаллография рентгена стреляет в рентген в кристаллизованных белках, чтобы определить биомолекулярные структуры. Криоэлектронная микроскопия запускает электроны в белки, которые были заморожены в решении, обеспечив изображения такого высокого разрешения, что ученые могут создать модели вниз к атомному уровню.
Криоэлектронный микроскоп в проекте Хохштайна был самым сложным в мире всего пять лет назад, сказал Лоуренс. Инструмент стоимостью в приблизительно $7 миллионов расположен в Институте Макса Планка, где Лоуренс был на творческом отпуске с 2013-14.Соавтор Марк Янг, преподаватель в Отделе MSU Растениеводства и Патологии Завода в Колледже Сельского хозяйства, сказал, что вирусологи и ученые, заинтересованные нанотехнологиями, были счастливы узнать о новом способе, которым природа развила вирусы, чтобы построить вирусную частицу.Янг добавил, что он – крупный сторонник основанной на открытии фундаментальной науки и сказал, что исследование Хохштайна – яркий пример этого.
Он сказал, что у ее результатов могли когда-нибудь быть важные заявления.«Подробное понимание этого вируса, изолированного от кипящего кислотного горячего источника в Йеллоустоне, обеспечивает потенциально новый основанный на вирусе наноконтейнер, который может работать при высокой температуре и кислых условиях, который представляет интерес для компаний биотехнологии», сказал Янг. «Это вызвано тем, что это расширяет условия, при которых могут работать основанные на вирусе наноклетки.
Уже, эти типы наноклеток, как показывали, были стабильны у животного след GI, открывая возможность для их развития как умные системы доставки лекарственных средств».Лоуренс сказал, что исследовательская группа, среди прочего, смогла обнаружить, как вирус Acidianus делает «замечательный переход» от вируса, имеющего форму лимона в длинные, тонкие цилиндры. Объясняя, как, он сравнил его структуру с кирпичами, связанными веревками.«Кирпичи на самом деле связаны друг с другом в длинных спиралях, почти как растущая веревка, и четыре – шесть из этих растущих веревок тогда обертывают друг вокруг друга, чтобы сделать контейнер, имеющий форму лимона», сказал Лоуренс.
Чтобы превратить вирусы, имеющие форму лимона в цилиндры, веревки должны скользить друг против друга, сказал Лоуренс.«Мы думаем, что этот переход используется, чтобы впрыснуть ДНК от вируса в клетку, которую заражает вирус», сказал Лоуренс. «Это отвечает на вопрос того, как ДНК оставляет вирус. По аналогии, как каждый вытаскивает сок из лимона?
Вы сжимаете его. В этом случае веревки в раковине сжимают ДНК внутри, вытесняя его».
Лоуренс хвалил Хохштайна в течение ее лет, работая в Йеллоустонском национальном парке и ее участие в любой фазе исследования. Acidianus не растет в лаборатории, таким образом, Алис-Спрингс на Холмах Кратера Йеллоустонского Парка стал ее лабораторией, сказал Лоуренс.Хохштайн, первый автор статьи PNAS, заработал ее докторскую степень в Отделе MSU Микробиологии и Иммунологии в 2015. Она – теперь постдокторский исследователь в Городах-побратимах Миннесотского университета, где она исследует микробиом морского червя Capitella teleta.
Хохштайн переключил ее центр далеко от вируса, имеющего форму лимона, но она сказала, что взволнована ее первой публикацией в PNAS. Ее предыдущие результаты о вирусе Acidianus были изданы в 2015 и 2016 в Журнале Вирусологии.
«Было захватывающе видеть, что все это объединяется как таковое большая история в большом журнале», сказал Хохштайн. «Я поместил много времени и усилия в этот вирус. Хорошо видеть, что другие люди помимо меня думают, что это интересно и важно».