Merilend Universiteti tərəfindən

Sadie Harley tərəfindən redaktə edilib , Andrew Zinin tərəfindən nəzərdən keçirilib

 Redaktorların qeydləri

 GIST

Tercih edilən mənbə kimi əlavə edin

Kredit: Pixabay/CC0 İctimai Sahə

Beynəlxalq tədqiqatçılar qrupu virusların fərdi mikrob hüceyrələrini necə yoluxdurması və məhv etməsi ilə bağlı gizli fərqləri aşkar etmək üçün yeni bir yol hazırladı – 80 ildən çoxdur davam edən bioloji bir tapmacanı həll etdi.

Onilliklərdir ki, tədqiqatçılar əsas suala cavab tapmağa diqqət yetirirlər: Tək bir yoluxmuş hüceyrənin içərisində yeni nəsil virusları buraxmaq üçün həmin hüceyrə partlamazdan əvvəl nə baş verir? Suala cavab vermək üçün onlar adətən iki xüsusiyyəti – virusun hüceyrəni parçalaması üçün nə qədər vaxt lazım olduğunu və neçə yeni virusun buraxıldığını ölçürlər. Bunlar populyasiya ortalaması kimi qiymətləndirilir və bir yoluxmuş hüceyrədən digərinə potensial əhəmiyyətli fərqləri gizlədir.

Merilend Universitetinin rəhbərliyi ilə “Science Advances” jurnalında dərc olunmuş yeni bir araşdırmada tədqiqatçılar ilk dəfə olaraq populyasiya səviyyəsində hüceyrə ölçmələrindən istifadə edərək infeksiya nəticələrində gizli hüceyrədən hüceyrəyə dəyişkənliyi dəqiq şəkildə proqnozlaşdıra bildiklərini göstərdilər.

“Fərdi infeksiyalar eyni şəkildə inkişaf etmir”, məqalənin baş müəllifi, UMD-də biologiya professoru və Merilend Universitetinin Səhiyyə Hesablama İnstitutunda birgə vəzifədə çalışan Coşua Veytz bildirib.

“Tək bir hüceyrə səviyyəsində bu dəyişikliyin uğurla ölçülməsi, virusların dərmana davamlı patogenlərlə mübarizə aparmaq üçün terapevtik olaraq necə istifadə edilə biləcəyinə və virusların ətraf mühit sağlamlığını necə dəyişdirdiyinə dair proqnozlaşdırıcı modellərin hazırlanmasına yol açır.”

Dəqiq proqnozlaşdırma modeli

Tədqiqatçılar, virus populyasiyalarının infeksiyanın birdən çox mərhələsində necə toplandığını təhlil etmək üçün Weitz qrupu tərəfindən son on ildə hazırlanmış riyazi modelləşdirmə çərçivəsindən istifadə etdilər. Genişmiqyaslı nümunələrdə incə siqnallardan istifadə edən model, fərdi hüceyrələrin daxilində nələrin baş verdiyini, o cümlədən hüceyrələrin parçalanma vaxtında və yeni virusların sərbəst buraxılmasında dəyişiklikləri təxmin etdi.

Bu proqnozları sınaqdan keçirmək üçün Technion-Israel Texnologiya İnstitutunun biologiya professoru Debbie Lindell-in laboratoriyasındakı əməkdaşları fərdi hüceyrələrdə infeksiya nəticələrini birbaşa ölçən təkhüceyrəli eksperimental analiz hazırladılar.

Təcrübələrdə bakteriyalara yoluxan viruslar olan faqlar kimi də tanınan bakteriofaqlardan istifadə edilmişdir. Çılpaq gözlə görünməsə də, faqlar Yer kürəsində ən çox yayılmış bioloji varlıqlar arasındadır və mikrob populyasiyalarının formalaşmasında, qida dövriyyəsində və ekosistem sağlamlığında mühüm rol oynayır. Faqlar həmçinin getdikcə daha çox qiymətləndirilir və antibiotiklərə davamlı bakteriyaların yaratdığı infeksiyaları hədəf almaq və təmizləmək üçün terapevtik olaraq istifadə olunur .

Tədqiqatçılar dəniz faq-bakteriya cütlüyünə diqqət yetirdilər: fotosintez yolu ilə karbonu fiksasiya edən bol açıq okean bakteriyalarını yoluxduran spesifik bir faq növü. Bu siyanobakteriyaların virus infeksiyaları qlobal miqyasda karbon dövranına təsir göstərir və bu da onları ekoloji cəhətdən vacib edir.

Nəticələr göstərdi ki, riyazi modelin proqnozları heyrətamiz dərəcədə dəqiq idi. Tədqiqatçılar bu faq-bakteriya cütlüyündə hüceyrənin yırtılma vaxtının bir yoluxmuş hüceyrədən digərinə əhəmiyyətli dərəcədə dəyişdiyini aşkar etdilər.

“Tapıntılarımız bakteriofaqlarda fenotipik dəyişkənliyin mənbələri ilə bağlı 80 illik bir sirrin həllinə töhfə verir və virusların biologiyasının əsas prinsipinin anlaşılmasını irəli aparır”, – deyə məqalənin ilk müəllifi, bu yaxınlarda Corciya Texnologiya İnstitutundan kəmiyyət bioelmləri üzrə doktorluq dərəcəsi almış Marian Dominguez-Mirazo bildirib.

Gündəlik məlumat üçün Phys.org-a etibar edən 100.000-dən çox abunəçi ilə elm, texnologiya və kosmosdakı ən son yenilikləri kəşf edin . Pulsuz bülletenimizə abunə olun və vacib olan nailiyyətlər, innovasiyalar və tədqiqatlar haqqında gündəlik və ya həftəlik yeniliklərdən xəbərdar olun .

Zamanlama (demək olar ki) hər şeydir

Tədqiqatçılar həmçinin virusun hüceyrə daxilində nə qədər qalması ilə nə qədər nəsil verməsi arasında təəccüblü yeni bir əlaqə aşkar ediblər.

Sintetik şəkildə idarə olunan virus infeksiyaları ilə bağlı əvvəlki tədqiqatlar infeksiyalar irəlilədikcə virus istehsalının tez bir zamanda azalacağını irəli sürsə də, Weitz komandasının bunun baş vermədiyini qeyd etdi.

UMD-də Məlumat Analitikası üzrə Klark Liderlik Sədri vəzifəsini tutan Weitz dedi: “Biz bunu aşkar etmədik. Bunun əvəzinə, hissə-hissə xətti bir əlaqə gördük. Viruslar ümumiyyətlə infeksiya müddəti ilə mütənasib olaraq nəsil yaratmağa davam edirdilər ki, bu da virusların hüceyrələri müxtəlif anlarda, çox vaxt istifadəyə yararlı resursları tükənməzdən çox əvvəl partladığını göstərir.”

Viral zamanla izlənilən variasiya

Bu tapıntı, Nobel mükafatı laureatı Maks Delbrück tərəfindən 1940-cı illərdə bakteriofaq biologiyası üzrə qabaqcıl işində aşkar edilmiş başqa bir sirri izah etməyə kömək edir: Yoluxmuş hüceyrələrdən ifraz olunan virusların sayı niyə bu qədər kəskin şəkildə dəyişir?

Yeni iş göstərir ki, bu dəyişkənliyin çox hissəsi virusun hüceyrəni parçalaması üçün lazım olan müddətdəki fərqlərlə izah edilə bilər ki, bu da virusun həm orta, həm də dəyişkən vaxtının təkamül tərəfindən formalaşdırıla biləcəyini göstərir.

Veytzin sözlərinə görə, tədqiqat mikrobiologiya, ekologiya, təkamül biologiyası və riyazi modelləşdirməni birləşdirir və “yalnız orta virus davranışını deyil, həm də bir hüceyrədə baş verən infeksiya nəticələrinin gizli müxtəlifliyini anlamaq üçün yeni bir yol təqdim edir”.

Laboratoriyadan kənar bir vasitə

Virusologiyanın inkişaf prinsiplərindən əlavə, bu tapıntılar birbaşa tək hüceyrəli ölçmələrin çətin və ya qeyri-mümkün olduğu sistemlərdə virus infeksiyalarının yayılmasını öyrənmək və proqnozlaşdırmaq üçün vacib yeni kəmiyyət vasitəsi təmin edir.

“Mikrobları yoluxduran viruslar okean ekosistemlərindən tutmuş bakterial xəstəlik dinamikasına qədər hər şeyə təsir etdiyindən, virus xüsusiyyətlərinin gizli variasiyasını anlamaq ətraf mühit elmində, mikrobiologiyada və yeni terapevtik tətbiqlərdə proqnozlaşdırıcı modelləri təkmilləşdirə bilər”, – deyə Veytz bildirib.

Nəşr detalları

Marian Mirazo və digərləri, Populyasiya miqyaslı dinamikadan bakteriofaq lizisi ilə əlaqəli həyat tarixi xüsusiyyətlərinin tək hüceyrəli heterojenliyini çıxarmaq, Science Advances (2026). DOI: 10.1126/sciadv.aed6456 . www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aed6456

Jurnal məlumatları: Elmin irəliləyişləri 

Əsas anlayışlar

viruslarvirusologiyaBioloji Variasiya, FərdiEv Sahibi Axtaran Davranış

Merilend Universiteti tərəfindən təmin edilir