Virüs Genlerini Koruyan Zırhın Çalışma Mekanizmasını Anlamak, Onları Alt Etmemize Yarayabilir!

Virüslerin genomları genellikle kapsit denilen kılıfların içinde kapalı bulunur. Kapsitlerin bazı özel mekanik özellikleri var: genomu hedef hücreye bırakabilmek ve aynı zamanda dirençli olmak. Trieste şehrinde bulunan International School for Advanced Studies (SISSA)’den bilim insanları virüslerin mekanik özelliklerini anlayabilmek için bir araştırma düzenlediler ve hakkında az şey bilinen bazı virüslerin davranışları üzerinde tahminlerde bulunabildiler.

Virüsler, hedef hücreyi enfekte edebilecek aktif bir bileşen (genetik materyal) taşıyan gemilere benzerler. Bu gemi yani kapsit, basitçe bir hücre ile karşılaştığında yapısı değişebilen (hatta parçalanabilen) bir yapıya sahiptir. SISSA’dan Guido Polles ve Cristian Micheletti’nin içinde bulunduğu araştırma takımı, bilgisayar simülasyonlarını ve teorik modelleri kullanarak bu yapıların (kapsitlerin) sıcaklığa ve mekanik etkilere verdikleri tepkiyi anlamak için bir dizi deney yürüttüler. Bu yolla kapsitlerin zayıf noktalarını ve hedef hücrelere bağlanma mekanizmalarını tanımladılar.

Her kılıf, lego parçaları gibi birleşen çok sayıda protein bölümlerden oluşur. Bir kapsit, bu yapıda bir sürü alt-birim içerebilir, ancak her bölüm sınırlı sayıda protein içerir. Bu bölümlerin kenarları, (eğer parçalandıysa kılıf parçaları ile birlikte) genel yapıdaki bozulmanın görüldüğü yerlerdir. Bazı virüsler üzerinde yapılarındaki bozulmanın mekaniğini ve (genellikle üçgen, beşgen ve altıgen şekilde olan) kılıflarındaki bölümlerin yapısını anlamak için bazı deneysel gözlemler yapıldı. Micheletti ve meslektaşları bu gözlemlerden prensipte yapısını bilinen tüm virüslere uygulanabilecek sanal bir model geliştirdiler. Polles ve Micheletti modellerini şöyle açıklıyor:

Elimizde bulunan kapsitin moleküler yapısı hakkındaki bilgiler ile kapsiti biraz ‘kızdırdık’ ve şeklindeki değişimleri gözlemledik. Sıcaklık dalgalanmalarını taklit ederek (basitçe önce ısıtıp sonra soğutmak) kılıftaki hangi hatların değiştiğini gördük. Bu hatlar aynı zamanda kapsitin kırılmaya eğilimi olan yerlerdi. Bundan sonra ise bizim modelimizin bir anda güçlü olduğu ortaya çıktı. Hatta, elimizdeki model deneyden elde ettiğimiz gözlemlerdeki koşulların aynılarını oluşturdu. Bundan dolayı da elimizde direkt bir bilgi olmayan kapsitler hakkında yeni tahminlerde bulunduk.

York Üniversitesi (İngiltere), Torino Üniversitesi (İtalya) ve Mainz Max Planck Enstitüsü (Almanya) ile birlikte yürütülen araştırma Plos Computational Biology‘de yayınlandı. Virüslerin kılıfları üzerine yapılan bu araştırmalar virüslerin enfekte etme mekanizmalarını anlamamız ve bu virüslere karşı mücadelede nasıl bir yol izlememiz konusunda bize bilgiler sağlıyor.

Bunlar haricinde taşıyıcı virüsler, gen terapilerinde ve farmakolojide kullanılıyorlar. Ayrıca virüslerin kılıfları belki de bir ilacı doğrudan hücrenin içine enjekte etmemizi sağlayabilir ve günümüz tıp bilimde yepyeni bir çığır açabilir. Mekanik olarak zayıf olan kısımları tanımlayabilmek, geniş bir bakış açısıyla belki de doğal kapsitlerin esnekliğini farmakolojik materyalleri (ilaçları) taşımak için değiştirmemize olanak sağlayabilir ve bu materyaller daha etkin bir biçimde taşınabilir.