Pekan lalu, para ilmuwan membuktikan bahwa elektron itu bulat - sebuah penemuan yang melemparkan fisikawan ke dalam sebuah putaran. Sekarang, para ilmuwan lain mungkin sama-sama kecewa ketika mendengar bahwa yang sebaliknya benar tentang subjek lain yang dipertanyakan: virus bola. Ternyata mereka tidak bulat seperti yang diperkirakan semua orang, sebuah studi baru menemukan.
Mengesampingkan perasaan pecinta bola yang kecewa, temuan ini dapat memainkan peran penting dalam bidang virologi: Mereka dapat memengaruhi cara virus dipelajari dan dapat memengaruhi strategi yang digunakan untuk mengobati penyakit virus, menurut penelitian.
Jenis virus tertentu adalah icosahedral, atau 20 sisi. Sejak 1950-an, virus-virus ini dipandang sebagai bola simetris, dengan 20 sisi segitiga sama-sama terdistribusi secara konsentris di permukaannya.
Geometri yang diasumsikan lama dari virus-virus ini dibentuk oleh pemahaman para ilmuwan tentang bagaimana protein bereplikasi, yang menunjukkan bahwa virus dibangun dari banyak salinan identik dari struktur protein yang sama, kata rekan penulis studi Michael Rossmann, seorang profesor di Departemen Biologi Ilmu Pengetahuan di Universitas Purdue di Indiana. Karena itu, semua salinan identik ini akan datang bersama untuk membentuk bentuk simetris.
Memang, pemeriksaan virus bola di bawah mikroskop sejak 1950-an memperkuat gagasan simetri mereka. Namun ternyata, para ilmuwan tidak melihat keseluruhan gambar.
Jadi, itu menjadi kejutan besar ketika Rossmann dan rekan-rekannya menemukan bahwa flavivirus - genus yang mencakup Zika dan demam berdarah - asimetris, jelasnya.
"Karena selama beberapa dekade semua studi tentang virus telah dianggap simetri, kami belum melihat virus dengan perawatan yang cukup. Kami membuat asumsi yang mengalahkan variasi itu," kata Rossmann kepada Live Science.
Permukaan bergelombang
Dalam studi baru, yang diterbitkan online 22 Oktober di jurnal Proceedings of National Academy of Sciences, Rossmann dan rekan-rekannya menggunakan cryo-electron microscopy, atau cryo-EM, untuk menghasilkan model 3D resolusi tinggi dari flavivirus. Dengan mendinginkan spesimen pada suhu ekstrem, cryo-EM mengungkapkan rincian virus pada level atom.
Karena virus bola dianggap sebagai bola sempurna, pendekatan ini biasanya diselesaikan dengan teknik pemrosesan yang dikenal sebagai persyaratan simetri, yang menciptakan model simetris dari data, para ilmuwan melaporkan.
Untuk studi baru, para peneliti menghilangkan langkah terakhir itu. Mereka melihat virus Kunjin yang tidak matang dan matang (subtipe virus West Nile), dan dalam kedua bentuk itu mereka menemukan benjolan yang menjulur di satu sisi virus. Dengan kata lain, selamat tinggal simetri.
Benjolan ini terbentuk ketika virus muda tumbuh dari virus lain di dalam sel inang, menurut penelitian. Ketika protein dalam membran luar virus baru berebut untuk menutup lubangnya, mereka membentuk bentuk yang tidak sesempurna sisi lain pada permukaan virus, kata rekan penulis studi Richard Kuhn, yang juga seorang profesor di Departemen Biologi Purdue. Ilmu pengetahuan.
"Leher partikel pemula ini menjadi sangat sempit saat mencubit, dan di sekeliling cangkang mulai saling memukul," kata Kuhn dalam sebuah pernyataan. "Kami pikir mereka mungkin tidak mengambil jumlah protein yang tepat untuk membuat icosahedron, dan hasilnya adalah partikel yang memiliki distorsi di satu sisi."
Para ilmuwan juga menemukan bahwa virus yang tidak matang memiliki posisi nukleokapsid yang tidak teratur, atau struktur inti. Pada virus muda, intinya terletak lebih dekat ke satu sisi cangkang eksternal, meskipun ia diposisikan ulang ke pusat pada saat virus tersebut matang, para peneliti menulis dalam penelitian tersebut.
Penyimpangan yang baru ditemukan ini mungkin menawarkan wawasan tentang bagaimana virus baru berkumpul sendiri ketika mereka tumbuh dalam sel yang terinfeksi, dan mengungkap fitur-fitur ini dan bagaimana mereka bekerja dapat menawarkan target baru bagi para peneliti untuk perawatan antivirus, kata Rossmann.
"Setiap antivirus bekerja dengan mengganggu jalannya normal siklus hidup virus - salah satu cara untuk mengganggu itu adalah menghentikan perakitan awal virus," katanya.
