Salmonellanın silahları üzə çıxıb
Salmonella kimi bakteriyalar, hücum zamanı çoxlu sayda toplanan iynə kimi uzantılar vasitəsilə ev sahibi hüceyrələrinə yoluxur. Tomas Marlovitsin rəhbərlik etdiyi Vyana tədqiqatçıları krio-elektron mikroskopiyasının yeni işlənmiş üsulları ilə bu infeksiya aparatının strukturunu demək olar ki, atom səviyyəsində həll edə bildilər. Dəqiq planın biliyi infeksiyanın qarşısını alan dərmanların hazırlanmasına kömək etməlidir.
Bakteriyalar üçün “açıq küncüt”
Taun, tif, vəba - ən dağıdıcı xəstəliklərdən bəziləri ortaq bir xüsusiyyəti olan bakteriyalardan qaynaqlanır: onların effektiv yoluxucu sistemi var və bu, silah kimi demək olar ki, məğlubedilməzdir. Bədən hüceyrəsini yoluxdurduqda, bakteriya qabığından çıxan çoxlu içi boş iynə kimi strukturlar əmələ gətirirlər. Bu iynələr vasitəsilə ev sahibi hüceyrələrə siqnal maddələri yeridirlər ki, bu da onları yenidən proqramlaşdırır və müdafiələrini üstələyir. Bundan sonra, patogenlər asan bir vaxt keçirdilər və çox sayda maneəsiz hüceyrələrə nüfuz edə bilərlər.
Vyana institutlarının IMP (Molekulyar Patologiya üzrə Tədqiqat İnstitutu) və IMBA (Avstriya Elmlər Akademiyasının Molekulyar Biotexnologiya İnstitutu) qrup rəhbəri, biokimyaçı və biofizik Tomas Marlovits bir neçə ildir ki, Salmonella infeksiyası kompleksi üzərində işləyir. Artıq 2006-cı ildə o, Salmonella typhimurium-un iynə kompleksinin necə qurulduğunu təsvir edə bildi (Nature 441, 637-640). O, doktorantı Oliver Şraidtlə birlikdə üçölçülü quruluşu son dərəcə yüksək dəqiqliklə təsvir etməyə müvəffəq olub. Komanda 5-6 angstrom ölçüləri - demək olar ki, atom ölçüləri olan detalları vizuallaşdıra bildi. Əsər “Science” elmi jurnalının budəfəki sayında təqdim olunub.
Göründüyü kimi dağıdılıb
Əvvəllər heç vaxt Salmonellanın yoluxucu aləti belə dəqiqliklə təsvir edilməmişdi. Buna yüksək ayırdetmə qabiliyyətinə malik krioelektron mikroskopiya və xüsusi hazırlanmış görüntüləmə proqram təminatının birgə istifadəsi nəticəsində nail olunub. “Avstriyadakı ən sərin mikroskop” bioloji nümunələri mənfi 196 dərəcədə şokla dondurmağa və bu vəziyyətdə böyük ölçüdə qatqısız vəziyyətdə baxmağa imkan verir. Bununla belə, elm adamları obyektlərinə daha yaxından yaxınlaşdıqca çətin bir problemlə üzləşirlər: yüksək enerjili elektron şüa nümunənin üzərinə elə cəmlənmiş şəkildə düşür ki, ilk görüntü ilə birlikdə məhv olur.
Vyana tədqiqatçıları problemi təsvirin işlənməsi alqoritmləri və şəkillərin böyük kütləsi ilə həll etdilər. Onlar təcrid olunmuş iynə komplekslərinin 37 000-ə yaxın görüntüsünü təhlil ediblər. Oxşar şəkillər birlikdə qruplaşdırılıb və bir-birinə qarşı ofset edilib; Bu yolla çoxsaylı, çox səs-küylü qeydlərdən tək, kəskin üçölçülü təsvir yaradıla bilər. Nəhəng hesablama gücü bir-birinə qoşulmuş 500-ə yaxın kompüterdən ibarət klaster tərəfindən təmin edilirdi.
İnsanları narahat etmədən mikroskop
Çox sayda görüntü əldə etmək üçün mikroskop gecə işlərinin bir hissəsini avtomatik olaraq yerinə yetirirdi. Bunun əhəmiyyətli üstünlükləri var, çünki insanlar yalnız yoluna mane olurlar. Nəfəs alırlar, danışırlar və hərəkət edirlər, bununla da zərif mikroskopu silkələyirlər. Hətta hərəkət edən lift də elektron şüasını qıcıqlandıra bilər.
IMP-IMBA-da krioelektron mikroskopu Avstriyada yeganə növdür. Onun istismarına cəlb edilən yüksək texniki səy tədqiqatçılara öz bəhrəsini verir. Sub-nanometr diapazonuna daxil olmaq onlara tapıntılarını dəqiqləşdirmək üçün daha bir fürsət verdi. Onlar kristalloqrafiya vasitəsilə əldə edilmiş mövcud məlumatları iynə strukturuna “sığdıra” və beləliklə, üçölçülü təsviri mükəmməl şəkildə tamamlaya bildilər. Bu hibrid üsuldan istifadə edərək, onlar yoluxucu aparatın bütün planını aydınlaşdıra bildilər.
Thomas Marlovits üçün texnologiya innovasiyada təkandır: “İşimiz üçün inkişaf etdirdiyimiz üsullarla görüntüləmə prosesini yüksək səviyyədə qura bildik. Biz burada, Kampus Vyana Biomərkəzində mövcud olan fantastik infrastrukturdan öz hüdudlarına qədər istifadə edə bilərik.”
Marlovits deyir ki, tapıntılar təkcə əsas tədqiqatları irəlilətmir: “Bizim məlumatlarımız əsasında iynə kompleksinə inteqrasiya edən və onun funksiyasını pozan bir maddənin hazırlana biləcəyini təsəvvür etmək olar. O zaman çox təsirli dərmanımız olardı - təkcə salmonellaya qarşı deyil, həm də bu sistemdən istifadə edən digər patogenlərə, məsələn, vəba, taun və tifə səbəb olanlara qarşı.
Orijinal əsər:
“Subnanometr rezolyusiyasında Salmonella iynə kompleksinin üçölçülü modeli”. Oliver Schraidt & Thomas C. Marlovits, Science, 4.3.2011 mart XNUMX-ci il.
Tomas Marlovits
Biokimyaçı və biofizik Tomas Marlovits Burgenlanddakı Rechnitzdən gəlir. 2005-ci ildən o, IMP və IMBA tərəfdaş institutlarının birgə qrup rəhbəridir. Əvvəllər o, beş il Yale Universitetində doktoranturadan sonrakı tədqiqatlar aparıb. Marlovits molekulyar maşınların quruluşu və funksiyası üzərində işləyir və IMP-IMBA-da davam etdirdiyi Yaledə Salmonellanın yoluxucu sistemini tədqiq etməyə başladı.
Tomas Marlovitsin tədqiqat işi, digər məsələlərlə yanaşı, Marlovitsin direktoru olduğu “Vyana Molekulyar və Hüceyrəvi Nanostruktur Mərkəzi (CMCN)” adlı “Mükəmməllik Vyana Nöqtələri”nin bir hissəsi kimi maliyyələşdirilir. Vyana şəhərinin bu təşəbbüsü həm şirkətlərin, həm də elmi müəssisələrin iştirak etdiyi tədqiqat layihələrini dəstəkləyir.
IMP - Molekulyar Patoloji Tədqiqat İnstitutu Boehringer Ingelheim beynəlxalq biznes assosiasiyasında əsas tədqiqatlar aparır. IMBA - Molekulyar Biotexnologiya İnstitutu Avstriya Elmlər Akademiyasının əsas tədqiqat institutudur. İki institut Vyana Biocenter şəhərciyində yerləşir və tədqiqat əməkdaşlığı vasitəsilə birləşir.
Mənbə: Vyana [IMBA]
