دانشمندان مراحل اولیه ابتلا به ویروس HIV را درون لوله آزمایش بازسازی کردند

دانشمندان بالاخره موفق به بازسازی مراحل اولیه ابتلا به ویروس HIV در لوله آزمایش شدند که جزئیات زیادی را از آن در هنگام فعالیت به نمایش می‌گذارد.

در تصاویر منتشر شده، پوسته‌ای مخروطی شکل به نام «کپسید» به چشم می‌خورد که در مرکز ویروس قرار دارد و شامل مواد ژنتیکی به نام «RNA» می‌شود. پیش از نفوذ به سلول، کپسید توسط مولکول‌های چربی احاطه می‌شود. این مولکول‌ها به سلول میزبان متصل می‌شوند تا کپسید بتواند وارد آن شود. سپس RNA به هسته سلول منتقل خواهد شد.

در این مسیر، RNA تکثیر شده و پس از ورود به هسته، به DNA میزبان حمله می‌کند. با نگاهی دقیقتر و نزدیکتر به فرایند تکثیر، پژوهش جدید نشان می‌دهد که کپسید نقش اساسی در عفونت و ابتلا به این بیماری دارد و وجود معیارهای خاصی باعث ارتباط ژنوم ویروس با سلول میزبان می‌شود.

اطلاع از نحوه بازسازی مراحل اولیه ابتلا به ویروس HIV، به معنای دسترسی به ابزارهای بیشتری برای تشریح روند تکثیر است. مقاله جدید که در ژورنال «HIV» به چاپ رسیده، یک سیستم بدون سلول را توصیف می‌کند که می‌تواند برای بررسی نحوه حمله این ویروس به ژنوم میزبان مورد بررسی قرار بگیرد.

علاوه بر این تحقیق، از سیستم جدید می‌توان برای کمک به نحوه هدف قرار دادن عملکرد کپسید توسط داروهای تجربی در راستای محدود کردن تکثیر HIV نیز استفاده کرد.

در حالی که در پژوهش جدید لوله آزمایش جزئیات ابتلا به ویروس HIV را با جزئیات بالایی به نمایش می‌گذارد، اما نمی‌تواند تمام مراحل این فرایند را بازسازی کند. عفونت معمولا زمانی شروع می‌شود که غشای خارجی ویروس به غشای سلول میزبان متصل می‌شود و به کپسید و اجزای درون آن اجازه می‌دهد به صورت مخفیانه وارد سلول شوند که البته این سیستم مرحله اول را دور می‌زند.

دانشمندان بجای مرحله اول از ترکیب شیمیایی موجود در زهر زنبور به نام «ملیتین» استفاده کردند تا به غشای ویروس نفوذ کرده و کپسید را آزاد کند. کپسید HIV دارای منافذ ریزی است که زمانی که ذرات ویروس درون «سیتوپلاسم» سلول انسان شناور می‌شود، بلوک‌های ساختاری DNA را برمی‌دارند.

ویروس در مسیر خود به سمت هسته، به لطف یک آنزیم خاص درون کپسید از این بلوک‌ها برای کپی رشته‌های کامل DNA استفاده می‌کند. بدین شکل ویروس مواد ژنتیکی خود را کپی می‌کند تا در آینده آن را در ژنوم میزبان قرار دهد.

هنوز به طور دقیق نمی‌دانیم ویروس چگونه می‌داند چه زمانی رونویسی معکوس را آغاز کند. در لوله آزمایش پژوهش جدید بلوک‌های DNA به صورت خودکار در محلول وجود نداشتند و به همین علت محققان آن را اضافه کردند و رونویسی معکوس به آرامی صورت گرفت. مشخص شد که در این فرایند باید بخش بزرگی از کپسید سالم باقی بماند.

محققان با استفاده از مدل‌های کامپیوتری مولکول‌ها و میکروسکوپ الکترونی، توانستند ۲۴۰ کاشی تشکیل‌دهنده کپسید که ساختار شبکه‌ای خود را در طی رونویسی معکوس پایدار نگه می‌دارند را مشاهده کنند. کپسید برای نگهداری RNA و آنزیم رونویسی باید پایدار باقی بماند.

با تکمیل فرایند رونویسی معکوس، محققان به سراغ مرحله بعدی یعنی ادغام رفتند. در این مرحله DNA ویروس به ژنوم میزبان نفوذ می‌کند. آن‌ها برای این کار از رشته‌های DNA با نام «پلاسمید» استفاده کردند، با این حال مرحله ادغام بدون یک ماده اضافه آغاز نمی‌شود. ترکیبی از پروتئین‌ها و مولکول‌های گرفته شده از سلول‌ها، به DNA ویروس اجازه نفوذ به پلاسمید را می‌دهد. این پژوهش نشان می‌دهد که کپسید یک جز حیاتی برای ابتلا به ویروس HIV محسوب می‌شود.