Armët e salmonelës janë demaskoi
Bakteret si Salmonella infektojnë qelizat e tyre pritëse nëpërmjet shtojca gjilpërë-si, të cilat ata ndërtojnë në një sulm në numër të madh. Me metoda të zhvilluara rishtazi të krio-elektron mikroskopi studiuesve vjeneze struktura e këtij aparati infeksionit mund të Thomas Marlovits shpërndarë në afër-atomike. Duke ditur projektin e saktë për të ndihmuar në zhvillimin e barnave që mbysin të infeksionit.
“Susam i hapur” për bakteret
Murtaja, tifoja, kolera - disa nga sëmundjet më shkatërruese shkaktohen nga bakteret që kanë një gjë të përbashkët: ato kanë një aparat infeksioni efikas që është pothuajse i pamposhtur si armë. Kur pushtojnë një qelizë të trupit, ata ndërtojnë struktura të shumta të zbrazëta si gjilpëra që dalin nga mbështjellja bakteriale. Nëpërmjet këtyre gjilpërave, ata injektojnë substanca sinjalizuese në qelizat pritëse, të cilat i riprogramojnë dhe mposhtin mbrojtjen e tyre. Që atëherë e tutje, patogjenët kanë një kohë të lehtë dhe mund të depërtojnë në qeliza në një numër të madh të papenguar.
Biokimisti dhe biofizikani Thomas Marlovits, udhëheqës i grupit në institutet e Vjenës IMP (Instituti i Kërkimeve për Patologjinë Molekulare) dhe IMBA (Instituti për Bioteknologji Molekulare i Akademisë së Shkencave Austriake), ka disa vite që merret me kompleksin e infeksionit të Salmonellës. Tashmë në vitin 2006 ai ishte në gjendje të përshkruante se si zhvillohet struktura e kompleksit të gjilpërave të Salmonella typhimurium (Nature 441, 637-640). Tani ai dhe studenti i tij i doktoraturës Oliver Schraidt ia kanë dalë të përshkruajnë strukturën tredimensionale në rezolucion jashtëzakonisht të lartë. Ekipi ishte në gjendje të vizualizonte detaje me dimensione 5-6 angstrom - që janë dimensione pothuajse atomike. Puna është paraqitur në numrin aktual të revistës shkencore Science.
Siç shihet, aq i shkatërruar
Asnjëherë më parë mjeti i infeksionit të salmonelës nuk është përshkruar me një saktësi të tillë. Kjo u arrit nëpërmjet përdorimit të kombinuar të mikroskopisë krio-elektronike me rezolucion të lartë dhe softuerit të imazhit të zhvilluar posaçërisht. "Mikroskopi më i lezetshëm në Austri" lejon që mostrat biologjike të ngrihen me goditje në minus 196 gradë dhe të shikohen në këtë gjendje kryesisht të pandryshuara. Megjithatë, shkencëtarët po luftojnë me një problem tinëzar, pasi ata "zmadhojnë" objektin e tyre gjithnjë e më shumë: tufa e elektroneve me energji të lartë bie aq e përqendruar në mostër sa që shkatërrohet përsëri me imazhin e parë.
Studiuesit vjenezë e zgjidhën problemin me algoritmet e përpunimit të imazheve dhe me masën e madhe të imazheve. Ata analizuan rreth 37 imazhe të komplekseve të izoluara të gjilpërave. Imazhe të ngjashme u kombinuan dhe u zhvendosën kundër njëra-tjetrës; në këtë mënyrë, një imazh tredimensional i vetëm dhe i mprehtë mund të krijohet nga regjistrime të shumta, shumë të zhurmshme. Fuqia e madhe kompjuterike u sigurua nga një grup prej rreth 000 kompjuterësh të ndërlidhur.
Mikroskopi pa i shqetësuar njerëzit
Për të arritur numrin e madh të imazheve, mikroskopi kryente një pjesë të punës automatikisht gjatë orëve të natës. Kjo ka avantazhe të rëndësishme, sepse njerëzit vetëm pengojnë rrugën. Ata marrin frymë, flasin dhe lëvizin, duke tundur mikroskopin e ndjeshëm. Edhe një ashensor në lëvizje mund të irritojë rrezen e elektroneve.
Mikroskopi krio-elektroni në IMP-IMBA është i vetmi i këtij lloji në Austri. Niveli i lartë i përpjekjeve teknike lidhur me funksionimin e tij shpërblehet për studiuesit. Depërtimi në diapazonin e subnanometrit u dha atyre një mundësi tjetër për të përmirësuar gjetjet e tyre. Ata ishin në gjendje të "përshtatnin" të dhënat ekzistuese të marra përmes kristalografisë në strukturën e gjilpërës, duke plotësuar kështu imazhin tredimensional. Me këtë metodë hibride, ata arritën të sqaronin planin e plotë të aparatit të infeksionit.
Për Thomas Marlovits, teknologjia përfaqëson një nxitje në inovacion: “Me metodat që kemi zhvilluar për punën tonë, ne kemi qenë në gjendje të vendosim procesin e “imazhit” në një nivel të lartë. Ne mund të përdorim infrastrukturën fantastike që kemi këtu në Bioqendrën e Campus Vienna në kufijtë e saj.”
Gjetjet jo vetëm që çojnë përpara kërkimin bazë, thotë Marlovits: "Është e imagjinueshme që, bazuar në të dhënat tona, mund të zhvillohet një substancë që ndërtohet në kompleksin e gjilpërës dhe prish funksionin e tij. Atëherë do të kishim një ilaç shumë efektiv – jo vetëm kundër salmonelës, por edhe kundër patogjenëve të tjerë që përdorin këtë sistem, si ato që shkaktojnë kolerën, murtajën dhe tifojen”.
Puna origjinale:
"Modeli tre-dimensional i kompleksit të gjilpërës së Salmonellës në rezolucionin e nënnanometrit". Oliver Schraidt & Thomas C. Marlovits, Shkencë, 4.3.2011 mars XNUMX.
Thomas Marlovits
Biokimisti dhe biofizikani Thomas Marlovits vjen nga Rechnitz në Burgenland. Që nga viti 2005 ai është udhëheqës i përbashkët i grupit të instituteve partnere IMP dhe IMBA. Para kësaj, ai kaloi pesë vjet si studiues postdoktoral në Universitetin Yale. Marlovits merret me strukturën dhe funksionin e makinave molekulare dhe filloi studimin e aparatit të infeksionit Salmonella në Yale, të cilin e vazhdoi në IMP-IMBA.
Puna kërkimore e Thomas Marlovits financohet, ndër të tjera, si pjesë e "Vjenës Spots of Excellence" të titulluar "Qendra e Nanostrukturës Molekulare dhe Qelizore Vjenë (CMCN)", e drejtuar nga Marlovits. Kjo iniciativë e qytetit të Vjenës mbështet projekte kërkimore në të cilat janë të përfshira kompanitë dhe institucionet shkencore.
IMP - Instituti Kërkimor për Patologjinë Molekulare kryen kërkime bazë në grupin ndërkombëtar të kompanive Boehringer Ingelheim. IMBA − Instituti për Bioteknologji Molekulare është një institut kërkimor bazë i Akademisë Austriake të Shkencave. Të dy institutet janë të vendosura në Campus Vienna Biocenter dhe janë të lidhura nga një bashkëpunim kërkimor.
Burimi: Vjenë [ IMBA ]
