Video: Kata Sannuga, Cellscape.co.uk / ETH Zurich,
Virus Lab Larangan menggunakan sumber daya dari sel yang terinfeksi untuk mereplikasi dan selanjutnya menginfeksi sel lain, dan melalui mekanisme yang sama, penyakit menyebar ke individu lain. Tahap terpenting dalam siklus hidup virus adalah sintesis protein virus baru, yang dibangun berdasarkan instruksi dari genom RNA virus. Pabrik sel protein, ribosom, mulai memusatkan protein virus menurut cetak biru ini.
Ketika sel sehat, ribosom bergerak di sepanjang RNA dengan kecepatan yang diukur secara ketat, membaca tiga nukleotida RNA per langkah. Kode tiga huruf ini mengidentifikasi asam amino terkait yang menempel pada protein yang tumbuh. Jarang terjadi bahwa ribosom telah menggerakkan satu atau dua nukleotida RNA maju atau mundur, menyimpang dari pola tiga bagian yang benar ini. Jika pergeseran ribosom seperti itu (disebut "pergeseran bingkai pembacaan") memang terjadi, maka hal itu menyebabkan kesalahan dalam membaca kode genetik.
Di sel kita, pergeseran bingkai hampir tidak pernah terjadi; ini akan membuat protein seluler menjadi tidak berfungsi. Tetapi siklus hidup beberapa virus, misalnya, coronavirus dan HIV, sangat bergantung pada pergeseran kerangka pembacaan - selama peristiwa semacam itu, tingkat protein virus diatur. Misalnya, virus SARS-CoV-2, yang menyebabkan COVID-19, sangat bergantung pada pergeseran kerangka pembacaan yang disebabkan oleh lipatan RNA virus yang tidak biasa dan membingungkan.
Oleh karena itu, karena pergeseran kerangka sangat penting bagi virus, dan hampir tidak pernah terjadi dalam tubuh kita, senyawa apa pun yang mencegah pergeseran tersebut berpotensi membantu sebagai obat antivirus yang efektif. Benar, masih belum diketahui bagaimana RNA virus berinteraksi dengan ribosom, memicu pergeseran kerangka pembacaan, dan ini penting untuk diketahui untuk pengembangan obat.
Gambaran rinci tentang proses yang penting untuk replikasi virus korona diperoleh
Sebuah tim peneliti dari Sekolah Teknik Tinggi Zurich dan dari Universitas Bern, Lausanne dan Cork (Irlandia) untuk pertama kalinya dapat mengidentifikasi interaksi antara genom virus dan ribosom yang terjadi selama pergeseran kerangka pembacaan. Hasil pekerjaan mereka dipublikasikan di jurnal Science .
Dengan bantuan eksperimen biokimia kerawang, para peneliti dapat menemukan ribosom di lokasi genom SARS-CoV-2 RNA di mana kerangka pembacaan bergeser. Mereka berhasil mempelajari kompleks molekuler ini menggunakan mikroskop cryoelectron.
Sebagai hasil dari pekerjaan tersebut, dimungkinkan untuk menggambarkan proses ini dengan detail yang belum pernah terjadi sebelumnya dan menemukan sejumlah properti baru yang bahkan tidak dicurigai. Ketika kerangka pembacaan bergeser, mesin ribosom, yang terkenal karena dinamismenya, mengambil konfigurasi yang tidak wajar, yang telah membantu mendapatkan salah satu gambar paling tajam dan akurat dari ribosom mamalia, divisualisasikan selama pergeseran bingkai, saat informasi diperoleh. sedang dibaca dari genom virus. Para ilmuwan kemudian menelusuri temuan struktural mereka ke percobaan in vitro dan in vivo . dan, khususnya, bagaimana senyawa kimia yang diinginkan dapat ditargetkan pada proses ini. Nenad Ban, Profesor Biologi Molekuler di Sekolah Pascasarjana Teknologi Zurich dan salah satu penulis studi ini, menekankan bahwa "hasil yang disajikan di sini terkait SARS-CoV-2 juga akan berguna untuk memahami mekanisme pembacaan frameshift pada virus RNA lainnya. . "
Target potensial untuk pengembangan obat antivirus
Ketergantungan SARS-CoV-2 pada peristiwa pergeseran kerangka seperti itu di ribosom mungkin berguna dalam pengembangan obat antivirus. Menurut penelitian sebelumnya, beberapa obat diketahui dapat menghambat pergeseran kerangka pembacaan pada virus corona; tetapi penelitian baru sekarang memberikan wawasan tentang bagaimana senyawa ini memengaruhi tingkat SARS-CoV-2 dalam sel yang terinfeksi.
Dalam percobaan yang dilakukan, kedua senyawa menekan replikasi virus dengan dua hingga tiga kali lipat, sementara tidak menjadi racun bagi sel yang dirawat. Pada saat yang sama, salah satunya menekan replikasi virus, menghambat pergeseran ribosom kerangka pembacaan, dan tindakan yang kedua mungkin didasarkan pada mekanisme yang berbeda.
Meskipun senyawa ini saat ini tidak cukup kuat untuk digunakan secara terapeutik, penelitian ini menunjukkan bahwa penghambatan pergeseran kerangka ribosom secara dramatis memengaruhi replikasi virus, yang membuka jalan bagi pengembangan senyawa yang lebih baik. Karena fakta bahwa semua virus korona bergantung pada pelestarian mekanisme untuk mengubah kerangka bacaan, obat yang ditujukan untuk memerangi proses ini mungkin memiliki efek terapeutik dalam memerangi virus korona lain yang terkait jauh dengan SARS-CoV-2. “Pekerjaan kami di masa depan akan berfokus pada pemahaman mekanisme pertahanan seluler yang menekan pembacaan virus pada pergeseran bingkai, karena ini mungkin berguna untuk pengembangan senyawa kecil dengan mekanisme aksi serupa,” kata Ban.
RNA (kuning) virus SARS-CoV-2 membentuk struktur pseudonodular (beraneka warna, kanan bawah), yang menyebabkan pergeseran ketika kerangka pembacaan bergerak di sepanjang ribosom (coklat). Dengan demikian, RNA virus mengontrol tingkat sintesis protein virus. Rincian lebih lanjut tentang penelitian ini dapat ditemukan dalam video yang ditautkan di atas (Gambar: Said Sannuga, Cellscape.co.uk / ETH Zurich, The Ban Lab)
Server cloud Macleod VDS cepat dan aman.
Daftar menggunakan tautan di atas atau dengan mengklik spanduk dan dapatkan diskon 10% untuk bulan pertama menyewa server dengan konfigurasi apa pun!
