تنسی دانشمندان همکاری در برش لبه اکتشافات در یک مسابقه در برابر COVID-19

دانشمندان در آزمایشگاه ملی اوک ریج گرفته اند یک گام مهم در این مسابقه به درک SARS-CoV ویروس است که باعث COVID-19. با استفاده از تکنیک های پیچیده دانشمندان نقشه برداری از ساختار حیاتی پروتئین از coronavirus.

آنها امیدوارند برای پاسخ به این سن علمی سوال که با فشار دادن بیشتر از همیشه در این بیماری همه گیر: چگونه می توانم شما را بکشند چیزی که واقعا زنده است ؟

نتایج این کار پیشگامانه در Oak Ridge National Laboratory شد منتشر شده در طبیعت, پیشرو در علم مجله.

بدون این پروتئین coronavirus تکثیر است. دانشمندان امیدوارند که با مطالعه این ساختار آنها قادر خواهد بود برای پیدا کردن مواد مخدر است که می تواند آن را متوقف کند.

“مهم ترین بخشی است که احتمالا این واقعیت است که این پروتئین ضروری برای تکثیر این ویروس گفت:” دکتر دانیل Kneller یک محقق در Oak Ridge National Lab و نویسنده اول این مطالعه. “اگر شما در مهار این پروتئین شما جلوگیری از ویروس از مونتاژ. دوره.”

در حالی که این مطالعه با تمرکز بر یک جنبه خاص از COVID-19 آن یک پنجره باز می شود بر روی بسیار زیاد شبکه ای از دانشمندان و سازمان های علمی مشغول به کار در این بیماری همه گیر. تنسی به یک دولت-پوشا مواد مخدر توسعه خط لوله است که یک عالم صغیر جهانی و ملی پژوهش است.

درک COVID-19 مکانیک

ویروس ها سخت به درمان چرا که آنها مانند دیگر چیزهایی که باعث می شود بیماری است. آنتی بیوتیک ضد قارچ و ضد انگل مواد مخدر متوقف کردن سلول های از تکرار و یا کشتن آنها آشکار است. اما ویروس ها نیست ساخته شده از سلول های. آنها بسته نرم افزاری از پروتئین ها و مواد ژنتیکی است که ربودن سلول های آنها را وادار به تولید ذرات ویروسی. ویروس تکثیر خود به خود.

تاپیک بحث در میان زیست شناسان به اینکه آیا ویروس ها در واقع زنده هستند به این دلیل است.

“چگونه می توانم شما را بکشند چیزی که واقعا زنده است ؟” گفت: دکتر مارتا S. سر مدیر موسسه مشترک برای علوم زیستی در Oak Ridge National Lab. او نظارت اوک ریج را COVID-19 مولکولی طراحی پروژه های تحقیقاتی. او توضیح داد که این مطالعه بخشی از یک فشار به تعطیل کردن تکثیر ویروس در مراحل متعدد است که HIV چگونه درمان می شود.

“که ترکیبی از مواد مخدر) تعطیل بسیاری از قطعات از (HIV) چرخه زندگی است که شما درایو کردن ویروسی بارهای به جایی که آنها مهم نیست” سر توضیح داده شده است.

برای انجام این کار اوک ریج تیم رفت و حق به قلب coronavirus — آن پروتئین است. هنگامی که یک ویروس یک سلول را به سلول برای تولید پروتئین های ویروسی. اما سلول های میزبان اغلب نمی تواند ایجاد به پایان رسید پروتئین های ویروسی فقط رشته های بلند ناتمام پیوند پروتئین.

چرا که هدف این بخش از ویروس ؟

پروتئین ها کمی شبیه خود تاشو اوریگامی. هنگامی که آنها در حال مونتاژ آنها در برابر خود را به شکل نهایی. برخی از پروتئین ها نیاز به برش با آنزیم مانند یک پروتئاز برای به دست آوردن آنها را به شکل نهایی. پروتئین های ویروسی نمی تواند انجام دهد که زمانی که آنها دارند.

به پایان رسید و پروتئین هر ویروسی ذرات حامل پروتئین آنزیم به نام پروتئاز. این COVID-19 پروتئاز کاهش ناتمام ویروسی پروتئین آزادی آن برابر خود را به یک شکل نهایی. اگر پروتئاز نمی تواند انجام دهد این ویروس جدید ساخته نمی شود.

آن است که قلب ویروسی تکرار. پیدا کردن یک ترکیب شیمیایی است که می تواند متصل به و توقف قلب COVID-19 بحرانی می تواند برای توسعه یک درمان است. این است که در واقع این روش درمانی برای داروهای ضد ویروس HIV مانند آتازاناویر.

اما به سرعت کشف مواد مخدر دانشمندان آن را به کمک یک نقشه دقیق از پروتئاز.

“اگر بخشی از پروتئین است که به اشتباه مدل هنگامی که شما سعی می کنید برای طراحی داروهای شما ممکن است از دست تعاملات که در غیر این صورت فرم (بين دارو و پروتئین)” توضیح دکتر آندره Kovalesky یک محقق در اووک ریج که مشغول به کار در این مطالعه است. او توضیح داد که بدون دقیق ساختار مدل, محققان ممکن است دست به یک پتانسیل مواد مخدر و یا گرفتار در مثبت کاذب.

برای پیدا کردن ساختار دانشمندان بزرگ شد بزرگ کریستال ساخته شده از ویروسی پروتئین در آزمایشگاه است. آنها در زمان این کریستال ها و در معرض آنها را به اشعه x. هنگامی که اشعه x آمار پروتئین کریستال خم شدن آنها و پراکنده در جهات مختلف بر اساس شکل از پروتئین است. پس از آنها پراکنده آنها ضربه حساس x-ray آشکارسازهای. دانشمندان با استفاده از الگوی x-ray بازدید در نهایت شکل شکل از پروتئین است.

این است که به نام x-ray کریستالوگرافی و معروف استفاده می شود برای کشف ساختار DNA.

این روش مانند این است که گرفتن عکس های متعدد از زوایای مختلف از همان شی. توسط به دنبال در تمام زوایای جسم شما می توانید از شکل آن 3-D ،

معمولا این نوع آزمایش انجام می شود در هوای سرد. چرا که مولکول های پروتئین تمایل به حرکت بیشتر در درجه حرارت گرم. آن را مانند عکاسی از یک جسم در حال حرکت.

متاسفانه گرفتن یک تصویر واضح تر می تواند به معنای از دست رفته به شکل پروتئین و یا چگونه آنها حرکت می کند. ویروس ها اغلب تغییر شکل اما آنها نمی تواند زمانی که آنها یخ زده است. آن را مانند به دنبال گوشت منجمد و انتظار آن را به رفتار مانند یک عضله را.

“شما واقعا باید به درک که آن را به یک ترکیب است که شما دنبال آن هستید در,” دکتر گفت: پل McGonigle مدیر کشف مواد مخدر و برنامه های توسعه در دانشگاه درکسل. “شما امیدوارم که این ساختار پروتئین وجود دارد در بسیاری از زمان, اما شما هرگز نمی دانید برای اطمینان حاصل کنید.”

حل یک مسئله عمده

دانشمندان در اووک ریج چیزی خاص است. آنها این مطالعه در درجه حرارت اتاق. تجهیزات خود را حساس تر از نوع به طور معمول مورد استفاده برای این نوع آزمایش است. از آنجا که آنها می توانید یک طیف کامل تری از حرکت در از COVID-19 پروتئین — که دقت بسیار مهم برای توسعه یک دارو.

“من فکر می کنم آن را مفید برای آنها به این conformations به هدف” دکتر گفت: اوله Mortensen, دانشیار فارماکولوژی در دانشگاه درکسل. مورتنسن توضیح داد که خود را توسعه مواد مخدر کار ساخته شده بود بیشتر به چالش کشیدن به دلیل او تا به حال تنها یک تصویر لحظهای از هدف خود پروتئین است.

“من نگران هستم که من می تواند از دست رفته برخی از آنهایی که دیگر. من فکر می کنم آن را حس می کند آنچه را که آنها در حال انجام است. آنها در حال باز کردن امکانات بیشتر.” مورتنسن گفت.

چگونه اوک ریج درگیر ؟

بلوط ریج ممکن است بلافاصله به ذهن می آیند زمانی که شما فکر می کنم تحقیقات پزشکی. اما ملی آزمایشگاه سیستم نقش مهمی در علم پزشکی از زمان آغاز آن. کروموزوم جنسی کشف شد توسط پیشگام ژنتیک لیانه راسل در اوک ریج ،

زمانی که کنگره تزریق صدها میلیون دلار به COVID-19 پژوهش از طریق مراقبت در عمل وزارت انرژی دریافت $99.5 میلیون دلار برای ملی آزمایشگاه سیستم. در مقایسه با سازمان های دیگر مانند موسسه ملی بهداشت یا وزارت دفاع که کردم $945 میلیون و 415 میلیون بود که ممکن است به نظر می رسد مانند بسیاری.

اما ملی آزمایشگاه سیستم منحصر به فرد منابع است که می تواند به سرعت marshaled در برابر COVID-19. نوترون تسهیلات است از نوع حساس x-ray آشکارسازهای لازم برای اسکن کردن یک پروتئین در دمای اتاق. امکانات خانه یک آزمایشگاه قادر به سرعت در حال رشد زیادی پروتئین کریستال.

“اوک ریج منحصر به فرد در رشد واقعا بزرگ پروتئین کریستال گفت:” چارلز ساندرز استاد بیوشیمی در دانشگاه واندربیلت است. “از آنجا که آنها که کلی تجربه و تخصص آن را اجازه می دهد تا آنها را فراموش دمای اتاق کریستالوگرافی.”

“آنها همچنین باید یک شبکه از افراد در سراسر کشور بنابراین اگر سگ بزرگ در این سازمان می خواهم چیزهای اتفاق می افتد و سپس می توان آن را یک زمان جنگ پاسخ اساسا” ساندرز گفت.

هنگامی که مراقبت از تصویب قانون آن اجازه دانشمندان روشن خود را برنامه ریزی و تمرکز در COVID-19. معمولا پژوهش مانند این ماه طول می کشد و اگر نه سال از درخواست برای کمک های مالی و مذاکره برای زمان در تجهیزات. این مطالعه نقشه برداری و منتشر پروتئاز ساختار در حدود یک ماه.

“این است که متفاوت از معمول ما پروژه گفت:” دکتر ، “در سراسر بخش انرژی به عنوان یک کل سرعت (سازماندهی تحقیقات) است شدت سریع است.”

شکستن یک ابر رکورد

از همه مهمتر اوک ریج خانه اجلاس ابر رایانه ها یکی از سریع ترین ابر رایانه در جهان است. هنگامی که ساختار بود که توسط یک تیم اجلاس سران تیم به سرعت نمایش آن را در برابر یک کتابخانه عظیم از پتانسیل ترکیبات به دنبال بازی های بالقوه.

“ما شکست رکورد جهانی در ابر رایانه” گفت: Jeremy Smith, مدیر مرکز مولکولی بیوفیزیک در اووک ریج. “ما به نمایش 1.2 میلیارد ترکیبات در کمتر از یک روز.”

این اولین بار نیست که دکتر اسمیت اجرا عظیم شبیه سازی شده تست مواد مخدر بود. ناکس اخبار تحت پوشش آزمایش های خود را در ماه مارس. تفاوت در اینجا این است که مقیاس. اسمیت تیم به نمایش در آمد COVID-19 پروتئاز در برابر 1.2 میلیارد ممکن است مواد مخدر در یک روز با استفاده از نشست کل سیستم پردازش. در حال حاضر مهمترین نامزدها در حال مرتب کردن برای تست نهایی در برابر “زنده” COVID-19 ویروس.

کمک از دیگر Tennesseans

به عنوان موثر به عنوان اوک ریج امکانات آنها لازم نیست که توانایی انجام این نوع تست در خانه. که اسمیت به دکتر کالین Jonsson استاد دانشگاه تنسی مرکز علوم بهداشت در ممفیس.

دکتر Jonsson تجربه virologist و ویروس شکارچی. او نیز اتفاق می افتد به مدیر جنوب شرقی منطقه ای Biocontainment آزمایشگاه یکی از شبکه های کوچک از آزمایشگاه های مجاز توسط دولت فدرال برای انجام تحقیقات بر روی عوامل بیولوژیکی خطرناک و ظهور بیماری های عفونی. او تا به حال تسهیلات و کارکنان به انجام آنچه اوک ریج نمی تواند: اعتبار بالقوه اهداف مواد مخدر در جهان واقعی است.

“یک صفحه مجازی (در کامپیوتر) یک نظری روی صفحه نمایش.” دکتر Jonsson گفت. “هنگامی که ما پیدا کردن آنها ما را به اعتبار ما در واقع هدف قرار دادن درست است.”

Jonsson گفت که در اوایل سال اسمیت رسیده به او برای تست ممکن است مواد مخدر با هدف قرار دادن مختلف پروتئین سنبله پروتئین coronavirus با استفاده از متصل به سلول. از آن پس او آزمایشگاه گسترش یافته و به اعتبار دیگر پتانسیل مواد مخدر با هدف قرار دادن پروتئین های دیگر. در حالی که دکتر Jonsson هنوز شروع به کار بر روی COVID-19 پروتئاز او انتظار دارد به زودی.

این بخشی از فرایند که در آن مواد مخدر تست شده در سلول های زنده را به دیدن اگر آنها متوقف کردن ویروس از تکرار است دشوار. دانشمندان مشغول به کار در Biocontainment آزمایشگاه دان کامل biohazard مناسب برای اجرای آزمون خود را. حتی پس از آنها اعتبار است که بالقوه مواد مخدر با این نسخهها کار بر روی یک ویروس در یک ظرف آنها هنوز هم نیاز به اجرای گسترده دوز و ایمنی تست یک فرایند است که می تواند ماه اگر نه سال است.

سپس آنها را به دیدن اگر این دارو در واقع با این نسخهها کار در یک عفونت واقعی. برای این که آنها نیاز به تست مواد مخدر در یک حیوان آلوده می شود که شما با COVID-19 مانند یک انسان خواهد بود. گرفتن دقیق مدل حیوانی یک فرآیند دشوار است که نیاز خود را آزمایش و اعتبار سنجی.

دکتر Jonsson تیم مشغول بوده است این و دیگر COVID-19 کار از زمان شروع این بیماری همه گیر. آنها در میان تعداد بسیار کمی از مردم گزارش به کار در دانشگاه تنسی, مرکز علوم بهداشت دانشگاه در طول اولیه مستندات. این Biocontainment تیم کار کرده و به سرعت به همه چیز آماده برای coronavirus پژوهش است.

“آنها کار می کرد هر روز از طریق امن تر در خانه سفارش با قابل توجه فداکاری,” دکتر گفت: Jonsson. “هر کس مشغول به کار بود و هفت روز هفته به همه چیز آماده است.”

با وجود نقش حیاتی آن در coronavirus پژوهش Biocontainment آزمایشگاه عامل نیمه مستقل است. آن را دریافت کرده است و نه هر بودجه و در عین حال از طریق مراقبت در عمل و در حال کار تنها در دانشگاه تنسی بودجه.

کار بیشتر به آمده

هیچ یک از این علوم مستقر است. نویسنده از دیگر مطالعه ساختاری در COVID-19 پروتئاز دکتر رولف rob murray از مرکز تحقیقات عفونت بود متقاعد شده است که اوک ریج مطالعه خواهد به هر مقدار.

“من فکر نمی کنم این تفاوت کوچک (بین شکل پروتئین ها در دماهای مختلف) هر چه آن علت مسائل مربوط به مواد مخدر طراحی” نوشت: rob murray یک ایمیل به ناکس اخبار.

بلوط ریج تیم در حال برنامه ریزی برای اسکن COVID-19 پروتئین با استفاده از رزولوشن بالاتر روش پراکندگی نوترون در Spallation نوترون منبع برای به دست آوردن حتی بهتر سازه. دکتر Jonsson تیم امید به در حال اجرا حیوانات آزمایش ممکن است COVID-19 مواد مخدر تا پایان سال است.

اصلاح: نسخه قبلی این داستان misidentified نام تسهیلات و تایپی. این اصلاح شده است.

tinyurlis.gdv.gdv.htu.nuclck.ruulvis.netshrtco.detny.im

Leave a reply

You may use these HTML tags and attributes: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>