כאשר הקיץ בועט להילוך מלא ואנשים מבלים יותר זמן בחוץ, יש דבר אחד במוחם של אנשים רבים – קרציות. עונת הקרציות מתחילה מוקדם יותר ונמשכת זמן רב יותר, וקרציות צצות באזורים שלא נמצאו לפני כן, ומרחיבים את הסיכון לנגיפים הנישאים לקרציות.
נגיף אחד הנגרם על ידי קרציות בצפון אמריקה – כולל בפנסילבניה – הוא נגיף Powassan (POWV), העלול לגרום לדלקת המוח, התקפים, שיתוק ותרדמת. שיעורי זיהומי ה- POWV גדלו בשנים האחרונות וכיום אין טיפולים זמינים, לפי ג'ויס חוזה, פרופסור חבר לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית במדינת פן.
"איננו יודעים הרבה על המבנה של הנגיף הזה, אך עלינו לדעת את המבנה על מנת להמציא אסטרטגיות לטיפול ולמניעת זיהום," אמרה ג'ויס והסבירה כי הצוות שלה, הכולל חוקרים מפן סטייט, אוניברסיטת מינסוטה והמחלקה לחקלאות בארה"ב, בנו רזולוציה גבוהה, מבנה תלת -ממדי של POWV. הם פרסמו את ממצאיהם היום (9 ביולי) בכתב העת Science Advances.
POWV הוא בן למשפחת Flaviviridae, הכולל נגיפי מערב נילוס, דנגה וקדחת צהובה. זה מועבר על ידי וקטורים, שהם אורגניזמים חיים הנושאים את הנגיף ומדביקים אורגניזמים אחרים. במקרה זה, הווקטורים הם קרציות.
מכיוון ש- POWV יכול לגרום לבעיות בריאותיות חמורות, היה זה מאתגר עבור החוקרים ללמוד אותה במתכונתו הטבעית, אמר ג'ויס. בדרך כלל, הם מפעילים את הנגיף על ידי שינויו בכימיקלים או אור אולטרה סגול. עם זאת, תהליכים אלה פוגעים לעתים קרובות בנגיף, מה שמקשה על קביעת המבנה שלו ברזולוציה גבוהה, הסבירה.
במקום זאת, הצוות השתמש בפונדקאית כדי ללמוד POWV. בעזרת נגיף החיסון לחום צהוב, זן מוחלש של נגיף החום הצהוב שהוא פחות מדבק, הם החליפו שני גנים חלבוניים והחליפו אותם בשני גנים המקודדים את החלבונים המבניים שנמצאו על פני השטח של Powv. חלבונים אלה – חלבוני מעטפה וחלבוני קרום – מסודרים על פני השטח של POWV בתבנית דמוית אדרה. זה נוהג סטנדרטי ובטוח ששימש לחקר מבנה השטח של סוגים אחרים של וירוסים, אמר ג'ויס.
לאחר מכן הם צילמו את הנגיף במתקן המיקרוסקופיה האלקטרונית של פן סטייט (Cryo-EM). Cryo-EM היא טכניקה המאפשרת לחוקרים לקבוע את מבנה התלת מימד של חלבונים וירוסים ברזולוציה אטומית כמעט. עם Cryo-EM, החוקרים יכולים לראות כל מולקולה בנגיף, מה שמאפשר לצוות לתפוס כל זווית ולשחזר אותה למבנה תלת-ממדי הכולל את פרטי חלבוני השטח.
כשהתחלתי את המחקר שלי, וירוסים נהגו להיראות כמו כתמים מכיוון שהרזולוציה הייתה כל כך נמוכה. כעת, אנו יודעים כיצד כל מולקולה יושבת על פני השטח, כמו גם אילו חשופים ונגישים יותר. "
ג'ויס חוזה, פרופסור חבר לביוכימיה וביולוגיה מולקולרית, פן סטייט
הבנת מבנה הנגיף נחוצה להבנת העברת ויראלית, דבר שג'ויס אמר אינו מובן היטב. מעניין לציין כי הצוות מצא כי סוג המארח שהנגיף משדר דרך אינו נקבע על ידי החלבונים המבניים על פני הנגיף אלא על ידי החלבונים הלא -מבניים של הנגיף.
"דבר אחד שלמדנו הוא שהנגיפים המועברים על ידי יתושים לא ניתן להעביר על ידי קרציות ולהפך, אך איננו מבינים מה מונע מהם טרנספורמציה חוצה," אמרה. "לדעת איך נראה הנגיף – איך חלבונים נמצאים על פני השטח – הוא הצעד הראשון. הוא יכול לשפוך אור על אינטראקציות מארח וירוסים -וקטוריים וכיצד למנוע אותם."
חיסונים וטיפולים מכוונים בדרך כלל גם לחלבוני שטח, ולכן זה חושף את הפרטים הוויזואליים הללו עלול ליידע את הטיפול העתידי, אמר ג'ויס. בשלב הבא הצוות מתכנן להמשיך ולבחון את הגורמים המשפיעים על אופן העברת הנגיפים.
מחברים אחרים של פן סטייט על העיתון כוללים את איברהים מוסטפא, סונג היון צ'ו ואנקי וואנג. הסופר הראשון סיאן דאס סיים תואר שני בפן סטייט והסופרת הבכירה סוזן הפנשטיין הייתה בפן סטייט בעת המחקר; הם נמצאים כעת באוניברסיטת מינסוטה. דנה מצל ממשרד החקלאות האמריקני תרמה גם היא לעיתון.
מימון מהמכונים הלאומיים לבריאות ומחלקת החקלאות האמריקאית תמך בעבודה זו.
