Funktionsweise von Viren: Natürliche Motoren ergab

Wie mikroskopisch kleine mechanische Werkstätte montieren einige Viren ihre Teile mit Hilfe von winzigen Motoren. Jetzt haben Forscher herausgefunden, der Aufbau und die Funktionsweise der natürlichen molekularen Motoren in einem Virus.

Die Entdeckung könnte zu neuen pharmazeutischen Ansätze Krankheiten zu bekämpfen, einschließlich Herpes, die durch ein Virus verursacht wird, die eine ähnliche Art von Motor besitzt.

Im Gegensatz zu Bakterien und andere Formen des Lebens sind Viren einzigartig, da sie nicht reproduzieren oder außerhalb einer Wirtszelle zu wachsen. Also herauszufinden, genau, wie sie in uns gedeihen ist ein Schlüssel zum controlling oder beseitigen sie.

Das Forschungsteam, einschließlich Purdue Biologe Michael Rossmann, pflegte zwei bildgebende Verfahren um zu betrachten die T4-Virus, eine Art von Virus namens einen Bakteriophagen, die Bakterien infizieren kann. Im Falle von T4 der bakterielle Host ist Escherichia coli, die wiederum häufig in den Darm von warmblütigen Tieren und in der Regel harmlos, aber einige Stämme können Lebensmittelvergiftungen verursachen.

Die Forscher konzentrierten sich auf einen kleinen Motor, die viele Viren verwenden, ihre DNA in ihren "Kopf" oder Capsids zu verpacken – Art ein Protein-Mantel für das Virus. Die Bilder zeigten, dass der Motor ein paar siamesische Protein Ringe, ein oberer Ring und einer unteren Ring besteht.

Hier ist, wie die Forscher die winzigen Motoren Werke denken: als ein T4-Virus baut sich innerhalb seines Wirtes, der Motor Unterring legt auf einen Strang der viralen DNA, während der obere Ring auf das Virus Kopf hält. Die oberen und unteren Ringe zusammenziehen und loslassen, abwechselnd zerren an die DNA wie ein Ring von Hand an einem Seil ziehen.

DNA besteht aus zwei Strängen, die durch schwache Bindungen zwischen Stickstoff-haltigen Chemikalien genannt Basen auf jedem Strang bilden Basenpaare zusammengehalten. Im Falle von T4 packt seinen Motor ca. 171.000 Basenpaare in einen Kopf, der nur 120 Nanometer von 86 Nanometer beträgt. Zum Vergleich: die Breite eines menschlichen Haares ist ca. 80.000 Nanometern; und das menschliche Genom enthält ca. 3 Milliarden Basenpaare.

Sobald die DNA in das Kapsid gezerrt wird, der Motor fällt und ein Virus Schweif misst das Kapsid.

Jetzt kann das Virus entkommen seinen Wirt, ihn dabei zu töten und suchen sich einen anderen E. Coli Zelle. "Die Rute ist eine andere Maschine, die für das Virus, den nächsten Gastgeber zu infizieren", sagte Rossmann LiveScience. "Die Rute dient zu durchstechen und verdauen die Zellwand der nächsten Zelle zu infizieren."

Die Feststellung, detailliert die Dez. 26 Ausgabe der Zeitschrift Cell, hat praktische Folgen für gefährliche Mikroben abwehren.

"Bakteriophagen wie T4 eine völlig andere Art des Umgangs mit unerwünschte Bakterien", sagte Rossmann. "Das Virus kann töten Bakterien in einem Prozess der Reproduktion, also solche Viren als Antibiotika schon eine lange gesuchten Alternative zur Überwindung der Probleme, die wir jetzt mit Antibiotika haben."

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