مرکز تحقیقات سل بالینی

محققان دانشگاه کورنل با همکاری دانشگاه دلاور، دانشگاه ویرجینیا و میزوری، آزمایشگاه زیست‌شناسی اروپا در آلمان و موسسه علم و فناوری اتریش، اکتشاف جدیدی را درباره ویروس HIV، ساختار کپسید آن و نحوه توسعه آن فاش کردند.

کپسید(capsid) یک پوسته پروتئینی است که طرح ژنتیکی ویروس را شامل می‌شود و از 240 پروتئین تشکیل شده است. کپسید پوششی پروتئینی است که اطراف ماده ژنتیکی ویروس را می‌پوشاند و باعث نفوذ راحت‌تر ویروس به داخل سلول می‌شود. پروتئین‌های کپسید توسط ژنوم ویروس کد می‌شوند.

در ساده‌ترین شکل، عملکرد کپسید در اطراف ذره موجب حفاظت از ژنوم حساس ویروس در برابر آسیب‌های فیزیکی، شیمیایی یا آنزیمی است. لایه‌های پروتئینی احاطه‌ کننده ویروس بسیار سفت و سخت هستند، اما در عین سختی، بسیار انعطاف پذیرند.

انعطاف‌پذیری مسئله بسیار مهمی برای ‌کپسید است و اگر فاقد این ویژگی باشد، ویروس خنثی خواهد شد. همچنین کپسید مسئول شناسایی و برهم کنش‌های اولیه با سلول میزبان است. این برهم کنش در شکل ابتدایی شامل اتصال اختصاصی یک پروتئین اتصالی از ویروس با گیرنده اختصاصی از سلول میزبان می‌شود.

همچنین کپسید به وسیله انتقال و حمل ژنوم به سلول میزبان، در شروع عفونت نقش دارد. ویروس‌ها مونومرهای بی‌شکل کپسید را براساس قوانین تقارن در کنار هم جمع می‌کنند. 

مطالعه انجام شده توسط این مراکز تحقیقاتی متمرکز بر نقش یک مولکول کوچک که به طور طبیعی تولید می‌شود موسوم به "IP6" است. این مطالعه نشان داد که IP6 نقش مهمی در هر دو مرحله نابالغ و بالغ چرخه زندگی اچ‌.آی‌.وی ایفا می‌کند.

"رابرت دیک" محقق دارای مدرک فوق دکترا از دانشگاه کرنل و نویسنده اصلی این مقاله گفت: این مولکول کوچک در دو مرحله مختلف مونتاژ در مسیر عمل می‌کند. یک سلول می‌تواند میلیون‌ها ذره ویروس را ایجاد کند، اما اگر آنها به فرآیند بلوغ نروند، عفونی نخواهند شد.

به گفته "خوان پریلا" استادیار شیمی و بیوشیمی در دانشگاه دلاور، کشف نقش کلیدی IP6، راه را برای توسعه درمان‌های جدیدی که این مولکول را هدف قرار دهند، باز می‌کند.

وی گفت: به محض اینکه دریافتیم HIV از IP6 برای توسعه و عفونی شدن استفاده می‌کند، می‌خواهیم بفهمیم که ویروس‌های پسگرد(retrovirus) چگونه از این مولکول‌ها استفاده می‌کنند. ویروس‌ها همواره در حال تکامل هستند، اما این مکانیزم خاص بسیار مهم است. با این حال، سوالی که هنوز پاسخی برای آن نیست این است که ویروس در نهایت چه زمانی تکامل می‌یابد.

ویروس پسگرد یا رتروویروس یک ویروس آر.ان‌.ای(RNA) است که خود را با استفاده از آنزیم وارونویس در سلول میزبان بازتولید می‌کند تا دی‌.ان‌.ای خود را از روی ژنوم آر.ان‌.ای بسازد.

وی افزود: بسیاری از تکنیک‌های تجربی تنها یک عکس لحظه‌ای از این فرآیند هستند. با این حال با استفاده از داده‌های آزمایشگاهی در ترکیب با فضای ابری رایانه‌ها، می‌توانید ببینید که چیزها چطور حرکت می‌کنند.

تیم تحقیقاتی پریلا قبلا شبیه‌سازی‌ها و تجزیه و تحلیل‌های مشابهی روی جنبه‌های دیگر HIV و ویروس هپاتیت B را انجام داده‌اند. محققان علاوه بر اچ‌.آی‌.وی، ویروس‌های پسگرد دیگر را مورد بررسی قرار دادند.

این تحقیق توسط موسسه ملی بهداشت آمریکا و مرکز رایانه پیشرفته تگزاس در دانشگاه تگزاس در آستین که دارای برخی از قدرتمندترین ابررایانه است، تأمین مالی شده است.