С момента изобретения микроскопа ученые пытаются рассмотреть все меньшие и меньшие структуры для понимания внутренних процессов в человеческих клетках, бактериях и вирусах. Ученые из Национального института здоровья (США) разработали новый способ рассмотреть внутренности вирусов, которые до сих пор были недоступны для наблюдения.

До сих пор одним из самых совершенных способов наблюдения за мелкими частицами на поверхности вирусов была криоэлектронная микроскопия (cryo-EM). Этот метод принес много пользы, помогая исследователям понять, как работают вакцины. Однако, несмотря на успешное использование cryo-EM, ученые долгое время не могли четко визуализировать структуры внутри вирусов.

Дело в том, что низкие дозы «просвечивающей» радиации не позволяют увидеть эти структуры, а более высокие повреждают их, тем самым уничтожая объект наблюдения.

Рис. 1. Изображение внутренней структуры вируса, сделанное с помощью cryo-EM.

К счастью, исследователи смогли превратить этот недостаток cryo-EM в достоинство.

Вирусы – это одна из простейших форм жизни, которая состоит из нуклеиновой кислоты (ДНК или РНК) и белков, кодируемых нуклеиновыми кислотами. Оказалось, что белки внутри вируса, более чувствительны к повреждениям, чем ДНК.

Вооружившись этим новым знанием, ученые сначала облучили вирус низкой дозой радиации. Как и ожидалось, изображение внутренних структур получено не было. Затем исследователи использовали высокие дозы излучения, которые повредили внутреннюю структуру вируса и превратили ее в своеобразный цилиндр с пузырями.

C помощью совмещения изображения вируса, облученного разными дозами радиации, и трехмерной компьютерной реконструкции удалось четко визуализировать структуры внутри вируса. Таким образом

была использована разница в восприимчивости разных частей вируса к радиации.

В перспективе новая технология cryo-EM позволит лучше понять внутреннюю работу вирусов и разработать новые эффективные противовирусные препараты. Кроме того, помимо изучения структуры вируса, открытие американских ученых можно использовать для визуализации взаимодействия белков с ДНК в клетках человека. Также можно будет отличить раковые клетки от здоровых, и помочь в борьбе с онкологическими заболеваниями.