ให้ความรู้เกี่ยวกับมะนาว

เธอเก็บตัวอย่างจากบ่อน้ำพุร้อน 176 องศาทางตอนใต้ของหุบเขาเฮย์เดนอย่างระมัดระวังเพื่อหลีกเลี่ยงหมีที่เธอเห็นรอยทาง จากนั้นเธอกลับไปที่ MSU ที่ซึ่งเธอดำเนินการกับตัวอย่าง วิเคราะห์สิ่งที่ค้นพบ และในที่สุดก็มุ่งเน้นไปที่การวิจัยระดับปริญญาเอกของเธอเกี่ยวกับไวรัสรูปมะนาวซึ่งเธอยังคงเปิดเผยความลับต่อไป Rebecca Hochstein ผู้ได้รับปริญญาเอกสาขาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาของ MSU ในปี 2558 เป็นผู้เขียนนำของการศึกษาที่อธิบายว่าไวรัสรูปมะนาวรวมตัวกันได้อย่างไร และไวรัสขับ DNA ที่นำเข้าสู่เซลล์เจ้าบ้านได้อย่างไร เอื้อเฟื้อภาพโดย ติ๊นา โลสกันน์ บทความล่าสุดของเธอซึ่งตีพิมพ์ใน วารสาร PNASซึ่งเป็นวารสารอย่างเป็นทางการของ National Academy of Sciences อธิบายถึงวิธีการใหม่ที่ไวรัสทำงานในอนุภาคอาคารและวิธีที่ไวรัสสามารถเปลี่ยนรูปร่างเพื่อโต้ตอบกับเซลล์เจ้าบ้านได้ ด้วยการประยุกต์ใช้ที่เป็นไปได้ในด้านการแพทย์และเทคโนโลยีชีวภาพ เอกสารฉบับนี้จึงมุ่งเน้นไปที่ไวรัส Acidianus tailed spindle หรือเรียกสั้นๆ ว่าไวรัส Acidianus กระดาษอธิบายว่าธรรมชาติรวบรวมไวรัสอย่างไรและไวรัสขับ DNA ออกมาอย่างไร มาร์ติน ลอว์เรนซ์ ผู้เขียนร่วม ศาสตราจารย์ภาควิชาเคมีและชีวเคมีของ MSU วิทยาลัยอักษรศาสตร์และวิทยาศาสตร์ กล่าวว่า "ไวรัสมีรูปร่างทั่วไปเพียง 3 แบบ (ทรงกลม ทรงกระบอก และทรงมะนาว) "เราเข้าใจหลักการในการสร้างไวรัสทรงกระบอกและทรงกลมมานานหลายปี แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราเข้าใจจริงๆ ว่าไวรัสประเภทที่สามมารวมกันได้อย่างไร “ตอนนี้เราเข้าใจแล้วว่าเปลือกไวรัสชนิดที่สามนี้ประกอบกันอย่างไร และกระบวนการไดนามิกที่ใช้ในการนำพาและขับ DNA มะนาว ที่มันมีอยู่ออกมาในที่สุด” ลอว์เรนซ์กล่าว "ความเข้าใจนี้อาจนำมาปรับใช้กับการใช้เทคโนโลยีได้ "หากเราสามารถบรรทุกเปลือกไวรัสเหล่านี้ด้วยสินค้าอื่น พูดยา และกำหนดเป้าหมายไปยังตำแหน่งเฉพาะในร่างกาย เช่น เนื้องอก ก็จะสามารถส่งยาไปยังตำแหน่งเฉพาะนั้น ทำให้ยามีประสิทธิภาพมากขึ้น หรือลดผลข้างเคียง" ลอว์เรนซ์กล่าว ผู้ทำงานร่วมกันของ Hochstein กล่าวว่างานวิจัยของเธอมีความสำคัญเนื่องจากมีส่วนช่วยในการทำความเข้าใจพื้นฐานและมีศักยภาพในการใช้งานในวงกว้าง นอกจากนี้ยังแสดงให้เห็นว่าจะเกิดอะไรขึ้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์เข้าถึงกล้องจุลทรรศน์ที่ซับซ้อนที่สุดรุ่นหนึ่งของโลก กล้องจุลทรรศน์ดังกล่าวได้จุดประกายให้เกิดการปฏิวัติกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบใช้ความเย็น ซึ่งผู้พัฒนาเทคโนโลยีดังกล่าวได้รับรางวัลโนเบลสาขาเคมีประจำปี 2560 Hochstein และผู้ร่วมงานของเธอจาก MSU, University of California, Los Angeles และ Max Planck Institute of Biochemistry ในเยอรมนี ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างของไวรัส Acidianus โดยใช้การผสมผสานระหว่างกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบแช่แข็งและ X-ray crystallography X-ray crystallography ยิงรังสีเอกซ์ที่โปรตีนที่ตกผลึกเพื่อกำหนดโครงสร้างทางชีวโมเลกุล กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบใช้ความเย็นยิงอิเล็กตรอนไปที่โปรตีนที่ถูกแช่แข็งในสารละลาย ทำให้ได้ภาพที่มีความละเอียดสูงจนนักวิทยาศาสตร์สามารถสร้างแบบจำลองได้ลึกถึงระดับอะตอม Lawrence กล่าวว่ากล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบเย็นในโครงการของ Hochstein เป็นกล้องที่ซับซ้อนที่สุดในโลกเมื่อห้าปีก่อน ตราสารมูลค่าประมาณ 7 ล้านดอลลาร์ตั้งอยู่ที่สถาบันมักซ์พลังค์ซึ่งลอว์เรนซ์อยู่ระหว่างการลาพักร้อนระหว่างปี 2556-2557 ผู้ร่วมเขียน Mark Young ศาสตราจารย์ภาควิชาพืชศาสตร์และโรคพืชของ MSU ในวิทยาลัยเกษตรกล่าวว่านักไวรัสวิทยาและนักวิทยาศาสตร์ที่สนใจในนาโนเทคโนโลยีรู้สึกตื่นเต้นที่จะได้เรียนรู้เกี่ยวกับวิธีการใหม่ที่ธรรมชาติพัฒนาไวรัสเพื่อสร้างอนุภาคไวรัส Young เสริมว่าเขาเป็นผู้สนับสนุนหลักของวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่มีการค้นพบและกล่าวว่าการวิจัยของ Hochstein เป็นตัวอย่างที่ดีของสิ่งนั้น เขากล่าวว่าการค้นพบของเธออาจมีการใช้งานที่สำคัญในสักวันหนึ่ง Young กล่าวว่า "ความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับไวรัสนี้ที่แยกได้จากน้ำพุร้อนที่มีกรดเดือดในเยลโลว์สโตน ทำให้ได้ภาชนะนาโนที่ใช้ไวรัสชนิดใหม่ที่มีศักยภาพ ซึ่งสามารถทำงานได้ในสภาวะที่มีอุณหภูมิสูงและมีสภาพเป็นกรด ซึ่งเป็นที่สนใจของบริษัทเทคโนโลยีชีวภาพ" Young กล่าว "นี่เป็นเพราะมันขยายเงื่อนไขภายใต้กรงนาโนที่ใช้ไวรัสสามารถทำงานได้ กรงนาโนประเภทนี้ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีความเสถียรในเส้นทาง GI ของสัตว์ เปิดโอกาสในการพัฒนาเป็นระบบนำส่งยาอัจฉริยะ " Lawrence กล่าวว่าทีมวิจัยสามารถค้นพบว่าไวรัส Acidianus ทำให้ "การเปลี่ยนแปลงที่น่าทึ่ง" จากไวรัสรูปร่างคล้ายมะนาวเป็นรูปทรงกระบอกบางยาวได้อย่างไร เขาอธิบายวิธีเปรียบเทียบโครงสร้างของมันกับอิฐที่เชื่อมต่อกันด้วยเชือก Lawrence กล่าวว่า "ก้อนอิฐเชื่อมต่อกันเป็นเกลียวยาว เกือบจะเหมือนเกลียวเชือก แล้วนำเชือก 4-6 เส้นมาพันรอบกันเพื่อสร้างภาชนะรูปทรงมะนาว" Lawrence กล่าว หากต้องการเปลี่ยนไวรัสที่มีรูปร่างคล้ายมะนาวให้เป็นทรงกระบอก เชือกจะต้องเลื่อนเข้าหากัน ลอว์เรนซ์กล่าว “เราคิดว่าการเปลี่ยนแปลงนี้ใช้เพื่อฉีด DNA จากไวรัสเข้าไปในเซลล์ที่ไวรัสกำลังแพร่ระบาด” ลอว์เรนซ์กล่าว "นี่เป็นการตอบคำถามว่า DNA ออกจากไวรัสได้อย่างไร โดยเปรียบเทียบแล้วคนเราจะคั้นน้ำจากมะนาวได้อย่างไร คุณบีบมัน ในกรณีนี้ เชือกในเปลือกจะบีบ DNA ข้างในเพื่อบังคับให้มันออกมา" Lawrence ยกย่อง Hochstein สำหรับการทำงานในอุทยานแห่งชาติ Yellowstone และการมีส่วนร่วมของเธอในทุกขั้นตอนของการวิจัย ลอเรนซ์กล่าวว่ากรดแอซิเดียนัสไม่เติบโตในห้องแล็บ ดังนั้นอลิซสปริงส์ในปล่องภูเขาไฟเยลโลว์สโตนพาร์คจึงกลายเป็นห้องทดลองของเธอ Hochstein ผู้เขียน บทความ PNASคนแรกได้รับปริญญาเอกสาขาจุลชีววิทยาและภูมิคุ้มกันวิทยาของ MSU ในปี 2558 ปัจจุบันเธอเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัย Minnesota Twin Cities ซึ่งเธอตรวจสอบไมโครไบโอมของหนอนทะเล Capitella teleta Hochstein เปลี่ยนความสนใจของเธอจากไวรัสรูปมะนาว แต่เธอบอกว่าเธอตื่นเต้นกับการตีพิมพ์ครั้งแรกในPNAS การค้นพบก่อนหน้านี้ของเธอเกี่ยวกับไวรัส Acidianus ถูกตีพิมพ์ในปี 2558 และ 2559 ในวารสารไวรัสวิทยา Hochstein กล่าวว่า "เป็นเรื่องน่าตื่นเต้นที่ได้เห็นทั้งหมดนี้มารวมกันเป็นเรื่องใหญ่ในวารสารขนาดใหญ่ "ฉันทุ่มเทเวลาและความพยายามอย่างมากกับไวรัสตัวนี้ เป็นเรื่องดีที่คนอื่นนอกจากฉันคิดว่ามันน่าสนใจและสำคัญ"