ویروس راپونزل دمی دراز عجیبی دارد و ما بالاخره متوجه علت آن شده ایم! - پسرک کامپیوتری

صحبت از ویروس منحصربه فرد باکتری خوار یا باکتریوفاژی به نام P74-26 که به آن لقب ویروس راپونزل داده اند. دم طویل آن را به موهای افشان دراز شخصیت افسانه ای شاهزاده خانم راپونزل تشبیه نموده اند.

این دم این پاتوژن را در میان انبوهی از همتایان خود برجسته می نماید. با طولی نزدیک به یک میکرومتر، این زائده 10 برابر بیشتر از سایر باکتریوفاژها است.

در واقع، این ویروس طولانی ترین دم را در بین ویروس های شناخته شده دارد و به طرز عجیبی، پایدارترین دم بین آنها هم است.

طبق تحقیقات نو، این زائده دراز احتمالاً همان چیزی است که به ویروس راپونزل اجازه می دهد یکی از سخت ترین باکتری های روی زمین و در یکی از نامناسب ترین محیط ها راه پیدا کند و سوراخش کند.

در چشمه های آب گرم حبابی که دمای آنها به بیش از 77 درجه سانتیگراد (170 درجه فارنهایت) می رسد، ویروس راپونزل با آلوده کردن باکتری Thermus thermophilus نفوذ می نماید و از مواد داخل باکتری برای فراوری مثل و تکثیر استفاده می نماید.

دانشمندان با تصویربرداری های مختلف و ترکیب آنها با هم، توانسته اند ساختار منحصر به فرد آن را کشف نمایند. شبیه سازی های رایانه ای شبکه پیچیده در هم تنیده را که برای ساختن این کاوشگر بسیار طولانی هماهنگ می گردد، نمایان نموده است.

امیلی آنیلو، میکروبیولوژیست از دانشکده پزشکی چان دانشگاه ماساچوست، شرح می دهد : ما از تکنیکی به نام میکروسکوپ الکترونی کرایو استفاده کردیم که یک میکروسکوپ بزرگ است که به ما امکان می دهد هزاران تصویر و فیلم کوتاه را با بزرگنمایی بسیار بالا بگیریم.

با گرفتن عکس های زیادی از لوله های دم فاژ و چیدن آن ها در کنار هم، توانستیم دقیقاً بفهمیم که بلوک های سازنده چگونه در کنار هم قرار می گیرند.

دم های باکتریوفاژها دارای طول ها و سبک های مختلفی هستند: بعضی بلند، بعضی کشسان، بعضی کوتاه و بعضی سفت هستند. این ماشین های مولکولی تکامل یافته اند تا سلول های میزبان باکتریایی خاص را قبل از نفوذ به آنها شناسایی نمایند و سپس ژنوم خود را برای همانندسازی به سیتوپلاسم آنها تحویل دهند.

با توجه به ماهیت قفل و کلیدی این حمله، تنوع زیادی از دم در میان باکتریوفاژها وجود دارد که تقریباً در هر زیستگاه روی زمین یافت می گردد. اما چگونه این دم ها متفاوت می شونمد؟

تا به امروز، دانشمندان برهمکنش های بسیار کمی از فاژ-میزبان را تعیین نموده اند، و اکنون که مقاومت آنتی بیوتیکی تهدیدی فزاینده برای سلامت انسان است، کارشناسان به فاژها روی آورده اند تا ایده هایی در خصوص چگونگی غلبه بر ابر میکروب ها پیدا نمایند.

به عنوان مثال، به نظر می رسد دم ویروس راپونزل شاید کاربردی در این زمینه پیدا کند.

علیرغم طول بسیار زیاد آن، دم ویروس راپونزل به نصف تعداد بلوک های سازنده دیگر باکتریوفاژها متکی باشد و به نظر می رسد که این همه تفاوت را همین ایجاد نموده باشد.

تصور کنید دو آجر کوچک لگو به یک آجر بزرگ بدون درز تبدیل شوند. این دم بلند با بلوک های ساختمانی بزرگتر و محکم تر ساخته شده و همین می تواند دم را در دمای بالا مقاوم سازد.

این زیرواحدهای فوق العاده مستحکم با مکانیزمی شبیه به آجرهای لگو که یک طرف آن گل میخی و طرف دیگر جیبی دارند، شبیه به یک توپ و سوکت هستند.

در ویروس ها، هر یک از این بلوک های ساختمانی نوعی شکل حلقه مانند هستند، به این معنی که کل دم پس از تکمیل، یک لوله توخالی را تشکیل می دهد. این کانالی است که ویروس پس از نفوذ به سلول باکتری، ژنوم خود را به وسیله آن می فرستد.

دم ویروس راپونزل فوق العاده بلند است که به نظر می رسد به آن قدرت بیشتری در قفل شدن روی باکتری ها و نفوذ به آن می دهد. با این حال، این طول بسیار زیاد به این معنی است که شانس بیشتری برای اشتباه کردن مونتاژ دم وجود دارد.

محققان فکر می نمایند باید مکانیسم های داخلی وجود داشته باشد که دم در حال رشد را در مسیر درست نگه دارد و این مکانیسم ها احتمالاً با سایر فاژها مشترک است. درک نحوه عملکرد آنها می تواند روزی به دانشمندان یاری کند تا درمان های بهتری در مبارزه با باکتری های کشنده ایجاد نمایند.

این مطالعه در Journal of Biological Chemistry منتشر شده است.