كشف ويروس‌ها در بدن به كمك اشعه ايكس

فارس: يك تيم بين‌المللي از محققان به تشريح چگونگي تهيه نخستين تصاوير از ويروس‌هاي سالم پرداخته‌اند.

در مقاله‌اي كه در شماره جديد نشريه نيچر منتشر شده است، يك تيم بين‌المللي از محققان به تشريح چگونگي تهيه نخستين تصاوير از ويروس‌هاي سالم شده‌اند، تكنولوژي كه مي‌تواند به تهيه تصاوير ويدئويي متحرك از ملوكول‌ها، ويروس‌ها و ميكروب‌هاي زنده منتهي شود. مقاله ديگر اين تيم پژوهشي نيز به تشريح چگونگي روشي كوتاه براي تعيين ساختار سه بُعدي پروتئين‌ها پرداخته است. اين دستاوردها با استفاده از نخستين ليزر اشعه‌ايكس سخت غيرالكتروني جهان "LCLS " محقق شده‌ است.

اين اشعه يك ميليارد بار درخشان‌تر از منبع اشعه‌ايكس پيشين است و داراي قدرتي است كه مي‌تواند استيل را بُرش دهد. دوره‌زماني هر يك از پالس‌هاي آن به‌طرز غيرقابل باوري كوتاه است، تنها چند ميليونيم ميليارد در ثانيه! البته اين سرعت هم مي‌تواند موجوداتي كه قرار است از آنان تصوير تهيه شوند را تبخير كند، اما اين اتفاق تا وقتي كه تصاوير تهيه شود، رخ نمي‌دهد.

برپايه اين گزارش محققان موفق به توليد ابزاري تخصصي شده‌اند كه به كمك آن مي‌توان نمونه‌ها را به اشعه تزريق كرد. تصاوير به كمك دوربين اشعه ايكس بسيار حساس كه بخشي از CAMP، دستگاهي كه توسط تيم تحقيقاتي آلماني ساخته شده و 7 ميليون دلار ارزش دارد، تهيه شده‌اند.

*تهيه تصوير از ساختار ملوكولي پروتئين‌ها

طي نخستين آزمايش، نانو كريستال‌هايي كه حاوي فتوسيستم I پروتئين‌ بودند، در طول اشعه ليزر اسپري شدند. فتوسيستم I در سلول‌هاي گياهي وجود دارد كه طي فرآيند فتوسنتز نور خورشيد را به انرژي تبديل مي‌كنند و عضوي از گروه غشائي پروتئين‌هاست. تاكنون محققان تنها موفق به شناسايي ساختار 6 نوع از 30 هزار ‌پروتئين غشائي موجود در بدن انسان شده‌اند.

دانشمندان با استفاده از LCLS و با عبورنانوكريستال‌ها از زواياي متعدد در مجموعه‌اي از پالس‌هاي اشعه ليزر موفق به تهيه 3 ميليون تصوير لحظه‌اي از فتوسيستم I شدند. تركيب 10 هزار تصوير لحظه‌اي تصويري را بوجود آورد كه ساختار ملوكولي را نشان مي‌داد كه معادل خوبي براي ساختار شناخته شده پروتئين بود. محققان اميدوارند بتوانند با اين روش تصاويري از ساختار پروتئين به صورت اتم به اتم به دست بياورند.

*تهيه تصوير از ويروس‌ها

در آزمايش دوم، نانوكريستال‌ها مورد استفاده قرار نگرفتند و به جاي آن از اسپري‌كردن ذرات Mimivirus در اشعه ليزر استفاده شد. Mimivirus نوعي ويروس است كه رتبه اول بزرگي در ميان ويروس‌ها به آن اختصاص دارد و ژنوم آن از يك ميليون و 200 هزار جفت ژنتيكي تشكيل شده است. هنگامي كه صدها ويروس در معرض اشعه ليزر قرار گرفتند، تنها 2 مورد داده‌هاي كافي براي بازسازي تصاويرشان در اختيار قرار دادند. در تصاوير، ساختار 20 وجهي لايه بيروني ويروس كه ناحيه‌اي چگال‌تر از ماده‌اي دورني است كه ممكن است ماده ژنتيكي آن‌ها باشد، قابل مشاهده است.

در اين آزمايش دانشمندان براي تهيه تصاوير از ويروس‌ها مي‌بايست آن‌ها رافريز مي‌كردند و بُرش مي‌دادند.

پرسيس درل مدير اين پروژه در اين‌باره مي‌گويد: اين‌ها نخستين داده‌‌ها هستند و گام اول براي پژوهش‌هاي آتي به حساب مي‌آيد.

بيش از 80 پژوهش‌گر از 21 انستيتو پژوهشي از سراسر جهان در اين آزمايش‌ها مشاركت داشته اند.