Read this blog in:
Odkrywanie Receptorów – Opowieść o Kopciuszku
Porównanie odkrywania wirusowych receptorów do bajki o Kopciuszku może wydawać się naciągane. Jednak przed wieloma wirologami stoi zadanie podobne temu, które stoi przed księciem – odnaleźć tajemniczą nieznajomą, która uciekła z balu, pozostawiając po sobie jedynie szklany pantofelek. W ramach mojego projektu doktoranckiego poszukuję tajemniczej nieznajomej (receptora używanego do wnikania do komórek) dla wirusa kleszczowego zapalenia mózgu.
W moim poprzednim wpisie można dowiedzieć się, czym są receptory i jaką pełnią rolę w infekcji (wpis obecnie dostępny tylko po angielsku, podobne tematy porusza wpis Na tropie przywierania adenowirusów w Tybindze)
Chasse à la mystérieuse princesse
Uciekając z balu, Kopciuszek gubi pantofelek. Żeby znaleźć jego właścicielkę, książę przymierza go na stopy wszystkich kobiet w królestwie. Badacze poszukujący receptora wirusa znajdują się w podobnej sytuacji jak książę – starają się zidentyfikować białko, które wiążę się z wirusem. Sprawdzanie wszystkich możliwych białek z powierzchni komórki jednego za drugim, zajęłoby jednak niezwykle dużo czasu. Zamiast tego, stworzone zostały metody o dużej przepustowości, które pozwalają na sprawdzenie wszystkich białek (w przypadku księcia – każdej stopy) jednocześnie.
Tego rodzaju metod jest kilka, ale nie istnieje uniwersalna, którą można by było skutecznie zastosować do wszystkich wirusow. W praktyce, naukowcy używają często paru różnych metod, żeby ustalić tożsamość jednego receptora. Pomaga to uniknąć fałszywych pozytywnych rezultatów poprzez weryfikację wyników. Dwie główne metody o szerokim zastosowaniu to manipulacja genetyczna i bezpośrednia identyfikacja interakcji między białkami wirusa a receptorem.
Identyfikacja receptorów poprzez manipulację genetyczną komórek
Manipulacja genetyczna to proces zmieniania genów organizmu metodami biotechnologicznymi.
Wiemy, że wirus może zainfekować komórkę tylko wtedy, kiedy obecny jest na jej powierzchni receptor. Jeśli zabierzemy receptor komórce, którą normalnie wirus może zainfekować, wirus nie będzie mógł wniknąć do jej wnętrza i komórka nie umrze
Możemy wykorzystać to zjawisko do identyfikacji receptorów, które pozwalają wirusowi wniknąć do komórki, używając metody zwanej panelem genetycznym straty funkcji. W panelach straty funkcji zaczynamy od hodowania komórek w osobnych zagłębieniach na szalce. Następnie, wstrzymujemy produkcję innego białka w komórkach w każdym zagłębieniu, a potem zarażamy je wirusem. Jeśli komórki przeżyją po stracie konkretnego białka, staje się ono kandydatem na receptor.
I odwrotnie…
Jeśli dodamy receptor do komórki, która normalnie nie może być zainfekowana przez wirusa, wirus będzie zdolny do wniknięcia do komórek, które mogą umrzeć.
Identyfikacja receptorów poprzez bezpośrednią identyfikację interakcji między białkami
Możemy również bezpośrednio wykryć interakcje między komórkami organizmu nosiciela a białkami wirusa wiążącymi się z receptorem.
Oczyszczanie powinowactwem sprzężone ze spektrometrią mas
Jednym ze sposobów na to jest technika znana jako oczyszczanie powinowactwa – spektrometria mass (Affinity purification mass spectrometry – AP/MS). W AP/MS wirus najpierw przywiera do komórek. Następnie rozdzielamy komórki i wirusy na poszczególne białka w procesie zwanym lizą. Potem oddzielamy białka z wirusa, a wraz z nimi białka z komórek, które mogły do nich się przyczepić. Do tego używamy kulek pokrytych specjalnymi białkami – przeciwciałami. Przeciwciała to białka, które wiążą się z tylko z jednym innym białkiem – w tym przypadku wirusowym białkiem wiążacym się z receptorem. Na koniec używamy spektrometru mas – urządenia, które identyfikuje te białka.
Mikropanel białkowy
Możemy też wziąć wszystkie białka, które mogą znajdować się na powierzchniach komórek I przyczepić je do szklanego szkiełka. Te białka nazywa się przynętami, którymi próbujemy pochwycić wirusa. Białka, do których przyczepił się wirus, można wykryć za pomocą różnych maszyn.
I żyli długo i szczęśliwie…
Tak jak Kopciuszek wraz z księciem, na koniec opowieści naukowcy żyją długo i szczęśliwie, wiedząc, że odkryli receptor wirusa. Naukowcy dobiegają kresu swoich dni, badając, w jakich rodzajach komórek receptor jest obecny, charakteryzując część białka, gdzie wirus przywiera do receptora i używając receptora w nowych technologiach diagnostycznych.