Ученым впервые удалось заснять на видео вирусную частицу в момент ее сближения с клеткой. Перед тем, как закрепиться на поверхности клетки, вирус «кружит» вокруг нее, постоянно отскакивая от клеточной мембраны.
Результаты исследования, проведенного американскими вирусологами из Принстонского университета, опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.
Традиционным способом изучения вирусов является электронная микроскопия. С помощью этой методики можно «подловить» момент, когда вирус впрыскивает в клетку свой генетический материал, однако полученные изображения всегда оказываются двухмерными и статичными, поскольку клетки в процессе подготовки к электронной микроскопии приходится умерщвлять.
Авторы статьи разработали новую технологию, позволяющую проследить все эпизоды сближения вируса и живой клетки в трехмерном пространстве. Она основана на одновременном использовании двух камер, одна из которых фокусируется на клетке, а другая - на вирусе. Благодаря такому приему на снимках четко видны и вирус, и клетка, несмотря на несоизмеримость размеров этих объектов.
В эксперименте использовался искусственный аналог вируса, созданный на основе крошечного шарика из полистирола, чья поверхность была усеяна частицами полупроводника. Эти частицы отражали свет и делали вирусную частицу различимой. Искусственный вирус был покрыт белками, позаимствованными у вируса иммунодефицита человека (ВИЧ), с помощью которых тот вступает в контакт с клеткой. Размер искусственной вирусной частицы составлял всего 100 нанометров, ученые снимали, как она взаимодействует с фибробластами кожи человека.
Полученная трехмерная реконструкция показала, что вирус, перед тем как «зацепиться» за клетку, много раз отскакивает от нее. По характеру этого отскакивания ученые смогли определить, в каких участках мембраны имеются неровности, связанные с неравномерной толщиной гликокаликса, гликопротеидной «шубы», покрывающей клетку с внешней стороны. В будущем подобные искусственные частицы позволят составит карту поверхностного рельефа клетки с точностью до 10 нанометров.
Авторы статьи надеются, что их открытие не только прольет свет на свойства реальных вирусов, но и поможет в разработке наночастиц, предназначенных для доставки лекарств в клетки.
