การสังหารหมู่

"การต่อสู้กับไวรัสเป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการอยู่รอด" Brenda Bass, Ph.D., ศาสตราจารย์พิเศษด้านชีวเคมีแห่ง U of U Health กล่าว ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาร่วมกับผู้ช่วยศาสตราจารย์ Peter Shen, Ph.D. "เป็นเรื่องน่าทึ่งที่ได้เห็นว่าชีววิทยามีการพัฒนาเพื่อแก้ปัญหานี้อย่างไร" ผลการวิจัยของพวกเขาจะได้รับการเผยแพร่ทางออนไลน์ในวารสารScienceในวันที่ 21 ธันวาคม Bass, Shen และเพื่อนร่วมงานของพวกเขาได้ตรวจสอบเครื่องพิเศษดังกล่าวเครื่องหนึ่ง ซึ่งเป็นโปรตีนจากแมลงวันผลไม้ทั่วไปDrosophila melanogaster ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์รู้วิธีการทำงานของโปรตีนจากแมลงวันแล้ว พวกเขาอาจใช้เทคนิคเดียวกันนี้เพื่อเอาชนะไวรัสที่ก่อให้เกิดโรคในมนุษย์ได้ เมื่อมองแวบแรก โปรตีนรูปตัว "L" ที่มีชื่อว่า Dicer ดูไม่เหมือนอะไรเป็นพิเศษ แต่วางไว้ข้างๆ ไวรัส และคุณสมบัติที่เหมือนมีดพร้ามีชีวิตขึ้นมา ไวรัสแพร่กระจายการติดเชื้อโดยการจำลองและคัดลอกวัสดุจีโนมภายในเซลล์ และในระหว่างกระบวนการนี้จะสร้าง RNA แบบเกลียวคู่ (dsRNA) Dicer กำจัดเซลล์ของผู้บุกรุกที่ละเมิดด้วยการจับ dsRNA ที่มีลักษณะคล้ายเชือก สับมันเป็นชิ้นๆ ขณะที่ม้วนเข้าไป ความแตกต่างเพียงเล็กน้อยระหว่าง dsRNA ของไวรัสและเซลล์มีหน้าที่ในการแพร่ไวรัสออกไปในฐานะผู้บุกรุกที่ไม่ต้องการ ปลายของ dsRNA ของไวรัสทั้งสองเส้นเท่ากัน ในขณะที่ dsRNA ของเซลล์เส้นหนึ่งยาวกว่าเล็กน้อยในตอนท้าย "Dicer ต้องระวังสิ่งที่มันทำลายเพราะไม่เช่นนั้นเซลล์จะปิดตัวลง" Niladri Sinha การสังหาร นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาและผู้เขียนคนแรกอธิบาย "การได้เห็นวิธีการทำงานของ Dicer ช่วยตอบคำถามที่มีมาอย่างยาวนานว่าตัวรับไวรัสสามารถแยกแยะระหว่าง 'ตัวตน' จาก 'ตัวตน' ได้อย่างไร" คุณสมบัตินี้มีความสำคัญมากกว่าหนึ่งเหตุผล ในฐานะที่เป็นส่วนหนึ่งของการทำงานของเซลล์ปกติ Dicer จะหั่น dsRNA ที่สร้างโดยเซลล์ด้วย เป็นครั้งแรกที่การศึกษานี้แสดงให้เห็นว่าเครื่องเดียวนี้ประมวลผล dsRNA จากไวรัสโดยใช้กลไกที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง ในทางใดทางหนึ่ง มุมมองใหม่ของ Dicer นี้มีมาเกือบ 20 ปีแล้วในการสร้าง เมื่อ Bass เริ่มตรวจสอบโปรตีนครั้งแรก เธอสังเกตเห็นว่ามันมีบริเวณที่เรียกว่าโดเมนเฮลิเคส แต่ตลอดหลายปีที่ผ่านมาไม่มีใครรู้ว่าทำไม ความอยากรู้อยากเห็นอย่างแท้จริงทำให้เธอร่วมมือกับ Shen เพื่อพิจารณาว่าการเห็นโปรตีนสามารถช่วยตอบคำถามนั้นได้หรือไม่ ในการทำเช่นนั้น พวกเขาแช่แข็งแฟลชและวิเคราะห์ Dicer โดยใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่เย็น ซึ่งเป็นเทคโนโลยีที่ได้รับรางวัลโนเบลในปีนี้ แม้จะใช้วิธีการขั้นสูง มันไม่ง่ายเลยที่จะได้ภาพโปรตีนที่มีปฏิสัมพันธ์กับ RNA ของไวรัส Dicer มีขนาดเล็กแม้ตามมาตรฐาน cryo-EM นอกจากนี้ยังโค้งงอและเคลื่อนไหวทำให้ยากต่อการปักหมุด นักวิทยาศาสตร์เอาชนะความยากลำบากเหล่านี้ได้โดยใช้ชีวเคมีเพื่อดักจับทั้งคู่ในท่าทางที่กำหนด จากนั้นถ่ายภาพหลายแสนภาพ พวกเขาค้นพบว่าโดเมนเฮลิเคสลึกลับกำหนดกลไกที่ไม่รู้จักก่อนหน้านี้ในการทำลายไวรัส: มันรู้จักผู้บุกรุกและดึงมันเข้ามาก่อนการฆ่า ที่สำคัญ เมื่อเฮลิเคสคว้าจับไวรัสได้ ก็จะไม่กล้าปล่อยมือ ทำให้เพิ่มโอกาสในการกำจัดการติดเชื้อ "สิ่งที่ฉันชอบเกี่ยวกับเรื่องนี้ก็คือ เราไม่รู้ว่าเอนไซม์ทำงานอย่างไร แค่มองไปที่มัน เราก็ได้พบกับสิ่งที่ไม่คาดคิด" Shen กล่าว เป็นไปได้ว่า Dicer จะทำงานในลักษณะนี้กับแมลงวันเท่านั้น แต่ชีววิทยามีนิสัยชอบใช้เครื่องมือที่ทำงานได้ดี "ฉันแน่ใจว่าผู้คนจะคิดว่าบางทีภายใต้เงื่อนไขบางประการ หรือเมื่อมีปัจจัยโปรตีนเพิ่มเติม มนุษย์ Dicer อาจทำตัวเหมือนแมลงวัน" การค้นพบดังกล่าวอาจทำให้นักวิทยาศาสตร์มีวิธีใหม่ในการควบคุมการติดเชื้อไวรัส และการตอบสนองของร่างกายต่อการติดเชื้อ