גבולות המעטפת

01.12.2005
ד"ר איתי רוסו. יותר כוח
 
 
קליפה יכולה להיות קשה, רכה, גמישה או קשוחה. כדי לגלות את מידת הקשיחות של קליפה, אפשר ללחוץ עליה בעוצמה שמתגברת בהדרגה, ולעקוב אחר תגובותיה ללחץ, עד לנקודה שבה תישבר. אבל איך לבצע את הניסוי הזה על קליפה שתכונותיה משתנות, ושגודלה אינו עולה על אלפית מעוביה של שערת אדם? זה האתגר העומד לפני מדענים החוקרים את תכונות המעטפת של רטרו-נגיפים, כגון נגיף ה- HIV הגורם איידס, ונגיפים אחרים הגורמים סוגים שונים של סרטן.
 
מתחת למעטפת החיצונית של הנגיף מצויה קליפה נוספת, שהיא למעשה מעין תבנית של חלבונים הממלאת תפקיד מרכזי בתהליכי ההדבקה של תאים על-ידי רטרו- נגיפים. ברטרו-נגיפים מתחוללים תהליכי שינוי פנימיים משמעותיים בדרכם "מילדות לבגרות". הם יוצאים מהתא המארח שיצר אותם כנגיפים ראשוניים, כשהם לא בשלים ולא מידבקים, ורק לאחר מכן הם עוברים תהליך הבשלה שבסופו הם מסוגלים להדביק תאים נוספים. תצפיות באמצעות מיקרוסקופ אלקטרונים הראו, שבתהליך ההבשלה וה"התבגרות" הזה מצטמצם עובי קליפת החלבונים שמתחת למעטפת הנגיף, ושהמבנה שלה משתנה. ד"ר איתי רוסו, מהמחלקה לביולוגיה מבנית במכון ויצמן למדע, בוחן את התכונות המכניות של הקליפה הזאת בשלבים שונים של התפתחות הנגיף, וממצאיו מעוררים שאלות אחדות באשר לדרך שבה רטרו-נגיפים מדביקים את תאי הגוף.
 
ד"ר רוסו ותלמיד המחקר ניצן קול השתמשו במיקרוסקופ כוח אטומי (AFM) כדי לבחון כמה כוח אפשר להפעיל על קליפת הנגיף עד לשבירתה. מיקרוסקופ כוח אטומי מבוסס על מגע פיסי עדין בין ננו-מחט זעירה לפני החומר הנבחן. מערכת ממוחשבת, המקבלת את דיווחי המחט, רושמת מיפוי מדויק של פני העצם הנדגם. מדעני המכון בחרו להשאיר את המחט במקום אחד, ללחוץ פנימה בהדרגה, ולבחון את התוצאות. בדרך זו בחנו את קליפותיהם של רטרו-נגיפים מזן שמדביק עכברים ואינו מסוכן לבני- אדם, בשני שלבים התפתחותיים: בעת שהנגיף מצוי בשלב ה"ילדות" שלו, ולאחר שעבר את תהליך ההבשלה. להפתעתם גילו, כי תבנית החלבונים שמתחת למעטפת הנגיף מאופיינת בקשיחות רבה ובגמישות מועטה מאוד, דבר שעושה אתה לשברירית, כמו קליפת ביצה. מבנה הקליפה של נגיף לא בשל היה עוד יותר קשיח: יותר מפי שניים בהשוואה לקליפה של נגיף בשל.
 
קשיחותה של קליפת הנגיף הבשל, העולה בהרבה על קשיחותם של קרומי התאים, מעמיד במבחן את התפיסה המקובלת באשר לדרך שבה נגיפים חודרים לתאים, שלפיה, בשלב הראשון של החדירה, מעטפת הנגיף מתאחדת עם קרום התא. מכיוון שקיומה של קליפה קשיחה מתחת למעטפת הנגיף לא היה ידוע עד לאחרונה, לא נשאלו ולא נבחנו כמה שאלות בסיסיות כגון: באיזה שלב הקליפה קורסת ומה מקור האנרגיה הנדרשת לשבירתה?
 
"ייתכן שנצטרך לחזור ולחשוב מחדש על היבטים מסוימים של המודל להדבקה של תאים על-ידי רטרו-נגיפים", אומר ד"ר רוסו. "אנחנו עדיין לא יודעים מדוע הרטרו נגיפים משנים את התכונות המכניות שלהם במשך מחזור החיים שלהם. הבנת הסיבה לכך, וכן הבנת הקשר בין השינויים בקשיחות הקליפה במהלך חייו של הנגיף לבין פעילותו הביולוגית, הן מטרת מחקרינו העכשוויים".
 
מחט הגישוש של מיקרוסקופ הכוח האטומי חודרת מבעד למעטפת הנגיף

 

 

לשיתוף:

 

 

 

 

פודקאסטים
אינסטגרם